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随着现代化工业的不断发展,伺服系统在许多领域的应用日益广泛,对其性能的要求也越来越高。要求伺服系统具有高速、高精度、高可靠性和较强的抗干扰能力。全数字控制能够使系统获得高精度和高可靠性,而且具有较强的抗干扰能力,已成为伺服控制的发展方向。电机专用芯片DSP和功率电子器件的发展为伺服系统的全数字化实现创造了条件。
本文是以陕西省教育厅产业化培育项目——平网印花机现场总线控制系统的子项目基于DSP的全数字永磁交流伺服在平网印花单元上的研究和设计为背景,详细讨论了永磁同步电机的矢量控制,在推导其精确数学模型的基础上分析了矢量控制原理用于永磁同步电机控制的几种电路控制策略,包括了id=0控制、力矩电流比最大控制、cosψ=1控制方式,并且开发出基于DSP全数字永磁交流伺服系统的平网印花机印花单元,给出了其软、硬件设计方案。
当前已有把PLC控制永磁交流伺服系统用在平网印花机印花单元上,但是这种方法由于成本高、并且体积较大,不利于实际的推广和应用。
本文选题的创新点在于:将当前先进的电机控制专用DSP芯片和矢量控制技术结合平网印花机印花单元来进行研究、分析和应用,开发了技术先进的印花单元专用变频器。目前在国内还没有见采用以上技术的产品投放市场,即使在发达国家,应用电机专用DSP芯片和矢量控制技术的平网印花机印花单元也是非常少。Hydromag5-V型平网印花机在我国印染设备占有一定的份额,经过长期的使用,这些设备现在都出现了电器控制部分的老化、损坏,印花单元刮刀出现定位不准,撞车等问题。本研究就是针对Hydromag5-V型平网印花机进行改造,所设计的印花单元不仅可以完全代替以前的产品,而且新设计的印花单元能生产出质量更高的产品,提高我国印染产品在出口上的优势。