基于交流混合磁轴承的高速机床电主轴系统研究

本项目通过分析交流混合磁轴承机械结构、磁路结构、运行和控制方法，研究交流混合磁轴承支承的高速机床电主轴的结构、运行和控制机理；建立5自由度磁轴承支承高速机床电主轴系统数学模型，研究高速机床电主轴悬浮状态空载和负载条件下非线性控制系统的稳定性；分析确定5自由度磁轴承之间非线性动态解耦控制策略；根据线圈电流、电磁力、转子动态性能等要求研究系统的信号检测、功率变换器、数字控制器硬件和软件；通过有限元计算和分析，以及对转子动力学特性研究，根据实验结果进一步优化系统结构和非线性智能控制器，研制高品质交流混合磁轴承支承的高速机床电主轴系统。. 这种"零传动"电主轴系统具有结构紧凑、无摩擦磨损、寿命长、磁轴承系统功放体积小、效率高等特点。这项研究对提高我国高速机床电主轴工作性能,摆脱我国目前依赖进口高级机床的局面，提高高速精密数控机床技术含量，增强国际竞争力，具有重要意义。