专题名称：高响应直线电机伺服系统，高推力直线电机伺服系统

成果所属专题编号：2001BA203B04

成果主要完成单位：清华大学

联系人：刘成颖

联系电话：010-62773270-12

通信地址：北京 清华大学精密仪器与机械学系

邮政编码：100084

在高推力直线电机方面：

1）永磁直线同步电机的总体方案：平板型短初级结构，初级采用单层整距绕组作为设计方案；次级磁钢采用平行四边形的疏排结构。

2）有限元分析与磁路设计方法：提出了分层有限元分析的工程分析方法;探讨了永磁直线同步电机推力、绕组电感和空载反电势等参数的计算方法.

3）绕组电路设计：提出了单元电机的新概念，为电机的模块化、系列化设计提供了理论依据；提出了永磁直线同步电机场路结合的电路设计设计方法.

（2）在控制系统方面，构建了专用高推力永磁交流直线电机全数字伺服驱动控制的软硬件平台，完成高推力永磁交流直线电机的高精度全数字伺服驱动控制器的实验平台和原型样机。

在高响应直线电机方面：

（1）在电机结构优化设计方面：初步总结出了其设计规范.

（2）在控制系统方面：完成了电机的控制系统硬件设计；DSP信号处理器与上位机的协调控制接口设计；电机的开环控制系统的特性测试，电机伺服系统的频率——精度特性测试；设计了新的直线电机反馈控制算法，提高了系统的控制精度和鲁棒性；

据有关预测，十五年后，将有20％的数控机床的所有轴都安装直线电机。除了切削加工机床外，各种机械加工机床如激光切割、等离子切割、电火花加工等设备也开始应用直线电机。在一些精密设备中的直线运动系统也都采用直线电机，如IC装备等。此外，在民用、军事、交通等许多领域都能找到用武之地。因此，高推力直线电机有着非常广阔应用范围和应用前景。

高响应直线电机及驱动系统主要用于非圆截面零件的加工。仅就活塞加工而言，我国现有活塞生产厂100多家，需要中凸变椭圆活塞数控车床1000多台，数控车床市场前景广阔。另外高响应直线电机还可应用到凸轮加工机床、电火花成型加工机床上。