毕业设计---高速电主轴变频控制的分析与测试

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1、 高速电主轴变频控制的分析与测试 Analysis and Test of High Speed Motorized Spindle Under Frequency Control 学 生：XX 学 号：20062230 指导教师： 专 业：机械设计制造及其自动化 二 O 一 O 年六月 I 摘 要 高速加工能显著地提高生产率、降低生产成本和提高产品加工质量，是制造 业发展的重要趋势，也是一项非常有前景的先进制造技术。高速加工的核心技术 主要有高速机床技术、高速刀具技术、高速加工测试技术等，其中高速机床技术 是实现高速加工的基本条件，而高速电主轴是高速机床的核心部件，它实现了机 床的“零传动”

2、 ，简化了结构，提高了机床的动态响应速度，是一种新型的机械结 构形式，其性能好坏在很大程度上决定了整台机床的加工精度和生产效率。 高速电主轴的关键技术之一是变频控制技术。当前高速电主轴主要采用的是 高频交流异步电动机，变频控制技术的好坏对高速电主轴能否实现高速加工和加 工质量的好坏具有重要影响。因此，对高速电主轴变频控制技术进行分析和性能 测试，并进行仿真，是对高速电主轴性能研究的重要环节。 本论文深入分析了高速电主轴变频控制的三种主要模式：V/F 控制、矢量控制 和直接转矩控制。对它们各自的控制特点及对高速电主轴性能的影响进行了比较。 为了验证上述理论，对 170MD15Y20 型（15 0

3、00r/min）高速电主轴进行 V/F 控制 和矢量控制的性能测试实验，测取了该型电主轴的机械特性、电流、效率、功率 因素等特性曲线，进而分析了各物理量之间的相互关系及其影响因素。最后，利 用 MATLAB/Simulink 仿真平台对 15 000r/min 高速电主轴的矢量控制进行仿真， 并将仿真结果与实测数据进行了对比分析。 关键词：高速电主轴，变频调速，V/F 控制，变频控制测试，Simulink 仿真 II ABSTRACT High speed machining(HSM)has become the mainstream of manufacturing fordrastical

4、ly increasing productivity,reducing production costs and improving the productquality. The key technologies of high speed machining mainly include high speed machine tool technology, high speed cutting tool technology, high speed machining testing technology and so on, in which high speed machine tool technology is the essential factor to achieve high speed machining, while high speed motorized spindle is the core component of high speed machine tool. The machine tool equipped with high spe