永磁伺服電機嵌入式位置檢測新方法研究.pdf

1、復(fù)雜機電系統(tǒng)智能化的本質(zhì)與關(guān)鍵在于集成，而檢測技術(shù)與被檢測系統(tǒng)的集成，是復(fù)雜機電系統(tǒng)智能化發(fā)展的根本保證。永磁伺服電機作為復(fù)雜機電系統(tǒng)中的驅(qū)動元件之一，準(zhǔn)確、可靠的位置信息對于實現(xiàn)伺服電機的閉環(huán)控制來說，是非常有必要的。然而，由于傳統(tǒng)的位置檢測方法過度依賴于機械等分刻線，始終無法與伺服電機本身集成為一體，影響了伺服電機的工作性能和應(yīng)用前景，嚴重制約了復(fù)雜機電系統(tǒng)的智能化發(fā)展進程。
　　本課題在國家自然科學(xué)基金的支持下，分析了當(dāng)前永

2、磁伺服電機位置檢測方法的優(yōu)缺點，同時對課題組前期已經(jīng)研究過的基于寄生式時柵技術(shù)的電機位置檢測方法進行分析，提出了利用時柵位移傳感器技術(shù)結(jié)合TMR元件進行永磁交流伺服電機轉(zhuǎn)子位置檢測的新方法，可實現(xiàn)在不破壞電機原有結(jié)構(gòu)的前提下將傳感功能嵌入電機內(nèi)部進行位置檢測。本課題的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新之處有如下幾個方面：
　?。?）分析了時柵位移傳感器測量原理與TMR磁傳感器工作原理，基于時空坐標(biāo)轉(zhuǎn)化理論，提出了利用隧穿磁電阻(TMR)芯片測量轉(zhuǎn)

3、子旋轉(zhuǎn)磁場的一種永磁伺服電機嵌入式位置檢測新方法。
　?。?）根據(jù)檢測原理，進行永磁伺服電機嵌入式位置檢測系統(tǒng)的設(shè)計，并對電機驅(qū)動系統(tǒng)、激勵信號產(chǎn)生模塊、TMR感應(yīng)模塊等各部分進行詳細設(shè)計與研究。
　　（3）根據(jù)永磁伺服電機嵌入式位置檢測原理，對永磁伺服電機進行了磁場仿真與分析，確定了TMR嵌入電機內(nèi)部的具體位置參數(shù)及永磁伺服電機嵌入式位置檢測的機械結(jié)構(gòu)。設(shè)計了實驗方案，搭建了實驗平臺，對在仿真中確定的電機端蓋結(jié)構(gòu)、空間氣隙

4、、空間正交位置等參數(shù)進行實驗驗證，驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性，并進一步驗證原理的可行性。
　　（4）對永磁伺服電機嵌入式位置檢測的靜態(tài)性能進行測試，并對實驗中所存在的誤差進行分析，為進一步提高測量精度做準(zhǔn)備。
　　綜上所述，永磁伺服電機嵌入式位置檢測主要從理論推導(dǎo)、系統(tǒng)設(shè)計、仿真分析與實驗研究等幾方面展開，層層遞進，逐步將理論研究轉(zhuǎn)化為實驗研究。經(jīng)過實驗驗證，該方法能夠在不破壞電機原有結(jié)構(gòu)的前提下，實現(xiàn)永磁伺服電機轉(zhuǎn)動位置的嵌入式