緒論001
0.1 研究背景和研究意義001
0.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀003
0.3 本書的主要內(nèi)容008

第1章 電主軸的工作原理010
1.1 電主軸系統(tǒng)的組成010
1.1.1 電主軸的結(jié)構(gòu)010
1.1.2 電主軸的分類012
1.1.3 電主軸的技術(shù)參數(shù)013
1.2 電主軸系統(tǒng)的工作原理015
1.2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作原理015
1.2.2 冷卻系統(tǒng)工作原理020
1.2.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)工作原理021
1.3 電主軸系統(tǒng)的常見故障024
1.3.1 電氣部分故障025
1.3.2 機(jī)械部分故障026

第2章 電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與多域仿真建模技術(shù)027
2.1 電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行器027
2.1.1 電壓方程029
2.1.2 磁鏈方程030
2.1.3 轉(zhuǎn)矩方程032
2.1.4 運(yùn)動(dòng)方程032
2.2 電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器033
2.2.1 恒壓頻比控制033
2.2.2 矢量控制040
2.2.3 直接轉(zhuǎn)矩控制043
2.3 多域仿真建模平臺(tái)044
2.3.1 物理系統(tǒng)建模軟件Simscape 044
2.3.2 控制系統(tǒng)仿真軟件Simulink 045
2.3.3 有限元理論及應(yīng)用軟件Ansys-workbench 048

第3章 電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障建模技術(shù)050
3.1 變頻器主電路故障建模與仿真分析050
3.1.1 變頻器主電路的數(shù)學(xué)模型052
3.1.2 變頻器與PWM 波生成器054
3.1.3 主電路故障仿真分析063
3.2 定子繞組匝間短路故障071
3.2.1 定子繞組匝間短路故障的機(jī)理分析072
3.2.2 矢量控制原理及其數(shù)學(xué)模型077
3.2.3 定子繞組匝間短路故障仿真分析081
3.3 轉(zhuǎn)子斷條故障090
3.3.1 電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電磁-溫度場(chǎng)基本理論090
3.3.2 電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的多物理場(chǎng)耦合模型097
3.3.3 轉(zhuǎn)子斷條故障的仿真分析105

第4章 電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能退化評(píng)價(jià)研究 110
4.1 電主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)退化機(jī)理分析 110
4.1.1 IGBT 對(duì)電主軸性能影響 111
4.1.2 IGBT 退化機(jī)理分析 111
4.2 基于隱含退化量的評(píng)價(jià)指標(biāo)特征提取 113
4.2.1 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 113
4.2.2 模型參數(shù)的特征提取 117
4.2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立120
4.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證121
4.3.1 仿真模型的搭建121
4.3.2 模型參數(shù)的影響分析122
4.3.3 過流沖擊實(shí)驗(yàn)126
4.3.4 剪斷鍵合線退化實(shí)驗(yàn)130

第5章 電主軸冷卻系統(tǒng)特性分析136
5.1 冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理136
5.2 電主軸生熱及換熱過程機(jī)理137
5.2.1 電主軸損耗及生熱分析137
5.2.2 電主軸系統(tǒng)的換熱機(jī)制139
5.2.3 電主軸溫度場(chǎng)有限元基本方程142
5.3 冷卻系統(tǒng)性能退化原因145

第6章 電主軸冷卻系統(tǒng)性能退化評(píng)價(jià)研究147
6.1 電主軸冷卻系統(tǒng)性能退化實(shí)驗(yàn)147
6.1.1 溫度測(cè)點(diǎn)的布置147
6.1.2 性能等級(jí)的劃分148
6.1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取與處理148
6.2 基于偏最小二乘法的冷卻系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)151
6.2.1 偏最小二乘回歸建模流程152
6.2.2 自變量多重相關(guān)性分析156
6.2.3 數(shù)據(jù)奇異點(diǎn)診斷156
6.2.4 評(píng)價(jià)模型分析158
6.3 基于Fisher 判別的冷卻系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)163
6.3.1 Fisher 判別性能評(píng)價(jià)方法163
6.3.2 評(píng)價(jià)方法的對(duì)比與分析166

第7章 高速電主軸系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)169
7.1 運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立170
7.1.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定171
7.1.2 數(shù)據(jù)特征的提取與匹配176
7.2 基于多元數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)模型176
7.2.1 距離判別準(zhǔn)則176
7.2.2 離線數(shù)據(jù)狀態(tài)等級(jí)識(shí)別177
7.2.3 在線數(shù)據(jù)狀態(tài)等級(jí)評(píng)價(jià)179

第8章 電主軸系統(tǒng)的可靠工作時(shí)間預(yù)估與故障隱患預(yù)判182
8.1 電主軸系統(tǒng)的可靠工作時(shí)間預(yù)估182
8.1.1 電主軸系統(tǒng)的可靠工作時(shí)間預(yù)估流程182
8.1.2 電主軸性能退化模型183
8.1.3 電主軸系統(tǒng)的可靠工作時(shí)間預(yù)估方法187
8.2 電主軸系統(tǒng)的故障隱患預(yù)判191
8.2.1 故障隱患預(yù)判技術(shù)與方法191
8.2.2 電主軸系統(tǒng)的故障隱患預(yù)判步驟193

參考文獻(xiàn)199