高速电主轴系统智能化关键技术电子书

内容提要

前言PREFACE

绪论

0.1 研究背景和研究意义

0.2 国内外研究现状

0.3 本书的主要内容

第1章 电主轴的工作原理

1.1 电主轴系统的组成

1.1.1 电主轴的结构

1.1.2 电主轴的分类

1.1.3 电主轴的技术参数

1.2 电主轴系统的工作原理

1.2.1 驱动系统工作原理

1.2.2 冷却系统工作原理

1.2.3 润滑系统工作原理

1.3 电主轴系统的常见故障

1.3.1 电气部分故障

1.3.2 机械部分故障

第2章 电主轴驱动系统与多域仿真建模技术

2.1 电主轴驱动系统执行器

2.1.1 电压方程

2.1.2 磁链方程

2.1.3 转矩方程

2.1.4 运动方程

2.2 电主轴驱动系统控制器

2.2.1 恒压频比控制

2.2.2 矢量控制

2.2.3 直接转矩控制

2.3 多域仿真建模平台

2.3.1 物理系统建模软件Simscape

2.3.2 控制系统仿真软件Simulink

2.3.3 有限元理论及应用软件Ansys-workbench

第3章 电主轴驱动系统故障建模技术

3.1 变频器主电路故障建模与仿真分析

3.1.1 变频器主电路的数学模型

3.1.2 变频器与PWM波生成器

3.1.3 主电路故障仿真分析

3.2 定子绕组匝间短路故障

3.2.1 定子绕组匝间短路故障的机理分析

3.2.2 矢量控制原理及其数学模型

3.2.3 定子绕组匝间短路故障仿真分析

3.3 转子断条故障

3.3.1 电主轴驱动系统电磁-温度场基本理论

3.3.2 电主轴驱动系统的多物理场耦合模型

3.3.3 转子断条故障的仿真分析

第4章 电主轴驱动系统性能退化评价研究

4.1 电主轴驱动系统退化机理分析

4.1.1 IGBT对电主轴性能影响

4.1.2 IGBT退化机理分析

4.2 基于隐含退化量的评价指标特征提取

4.2.1 控制系统的数学模型

4.2.2 模型参数的特征提取

4.2.3 评价指标的建立

4.3 驱动系统的性能评价仿真分析与实验验证

4.3.1 仿真模型的搭建

4.3.2 模型参数的影响分析

4.3.3 过流冲击实验

4.3.4 剪断键合线退化实验

第5章 电主轴冷却系统特性分析

5.1 冷却系统结构及工作原理

5.2 电主轴生热及换热过程机理

5.2.1 电主轴损耗及生热分析

5.2.2 电主轴系统的换热机制

5.2.3 电主轴温度场有限元基本方程

5.3 冷却系统性能退化原因

第6章 电主轴冷却系统性能退化评价研究

6.1 电主轴冷却系统性能退化实验

6.1.1 温度测点的布置

6.1.2 性能等级的划分

6.1.3 实验数据的获取与处理

6.2 基于偏最小二乘法的冷却系统性能评价

6.2.1 偏最小二乘回归建模流程

6.2.2 自变量多重相关性分析

6.2.3 数据奇异点诊断

6.2.4 评价模型分析

6.3 基于Fisher判别的冷却系统性能评价

6.3.1 Fisher判别性能评价方法

6.3.2 评价方法的对比与分析

第7章 高速电主轴系统的运行状态综合评价

7.1 运行状态评价指标体系的建立

7.1.1 评价指标权重的确定

7.1.2 数据特征的提取与匹配

7.2 基于多元数据统计分析的运行状态评价模型

7.2.1 距离判别准则

7.2.2 离线数据状态等级识别

7.2.3 在线数据状态等级评价

第8章 电主轴系统的可靠工作时间预估与故障隐患预判

8.1 电主轴系统的可靠工作时间预估

8.1.1 电主轴系统的可靠工作时间预估流程

8.1.2 电主轴性能退化模型

8.1.3 电主轴系统的可靠工作时间预估方法

8.2 电主轴系统的故障隐患预判

8.2.1 故障隐患预判技术与方法

8.2.2 电主轴系统的故障隐患预判步骤

参考文献