[00126757]直驱电机及其驱动控制

　　在精密驱动技术方向，重点开展高精度直驱电机（直线电机、直驱力矩电机），高性能节能伺服电机，音圈电机、磁性齿轮、高效率发电系统等方面的研究工作。本方向以永磁节能电机的研究与开发为主，研究直线电机、旋转电机的磁路设计、多物理场耦合分析、力矩纹波最小化、效率优化、结构散热优化设计等内容。团队依托宁波材料所在磁性材料领域的强大实力和优势基础，开展了先进磁性材料在节能高效电机中的应用研究，形成了电机技术关键功能部件比较完备的设计、工艺与测试体系，取得了一系列研究进展和成果。特别是自主研制了国内领先、具有自主知识产权且峰值推力超过17000N的大推力精密直线电机，和国内最先进、功能最完备的电机测试系统平台；通过磁路优化设计和电机应用工艺研究，将磁性材料研究团队研发的热压工艺永磁材料应用于音圈电机，利用高性能热压辐射环替代传统的烧结磁瓦，使音圈电机的推力密度提升20%左右，热稳定性提升20%左右，而稀土原料的用量将下降为原来的50%左右。此外，团队还将性能特殊的热压工艺永磁辐向环应用于具有结构简单、效率高、功率大、质量轻、有害气体低排放和可以使用多种燃料等特点的HCCI自由活塞式内燃直线发电机，并通过创造性的磁路优化设计和直线发电机制造工艺，使直线发电机的动子表面磁密度提高30%以上，从而提高直线发电机的效率，为实现在洁净汽车、野外作业、移动设备等领域的大规模应用奠定基础。团队还突破直线电机的运动形式，研发了最大力矩可达3000Nm的大力矩电机，应用于经编机和圆编机等纺织机械，取得了不错的效果。另外，团队还开发了小功率伺服电机，各种音圈电机，磁性齿轮，形成了较好的电机产品体系。 　　在精密数控技术方向，重点研究高速、高精度、高可靠性的控制理论和方法，开发适用于工业实时工况的高性能数控系统。在伺服驱动方面，开发模块化、高可靠性、可用于直线电机、力矩电机、伺服电机的伺服驱动器。在精密控制方面，研究抗干扰能力强、可靠性好的自适应鲁棒控制方法，模糊逻辑及自适应前馈控制及误差补偿方法，电机高速启停运动中因机械形变所产生振动的主动控制和运动轨迹优化方法，电机端部效应、纹波力/力矩、力常数的补偿与校正算法，运动轨迹优化插补方法，系统热效应的分析、测试与控制方法等运动控制相关的理论与技术。目前，团队已经开发出音圈电机、伺服电机、外转子力矩电机等的驱动控制系统，研发的大推力直线电机测试平台控制系统，速度1m/s，控制精度1um；高精度数控转台控制系统，转速30rpm，控制精度±3角秒；直线往复电机控制系统，最大加速度12g，速度1m/s，控制精度1um；大推力磁悬浮直线电机驱动金库门，载重1吨，速度2m/s，控制精度±10um。本团队以后将全面融合直驱电机技术和精密数控技术，开发高速高精度的运动系统。