螺旋压力机作为现代工业中重要的压力加工设备，广泛应用于汽车制造、航空航天、轨道交通等领域。其核心驱动系统直接决定了设备的加工精度、效率与稳定性。随着永磁同步电机（PMSM）在电动螺旋压力机中的广泛应用，如何实现高精度转速控制成为提升设备性能的关键。

一、永磁同步电机与螺旋压力机的适配性

永磁同步电机凭借高功率密度、宽转速范围与高动态响应特性，成为电动螺旋压力机的理想驱动方案。其核心优势体现在：

1. 零传动损耗：直驱结构消除齿轮或皮带传动误差，转速输出与电机旋转同步，为高精度控制奠定基础。
2. 快速响应能力：极低的转子惯量使电机在0.1秒内完成从静止到额定转速的加速，适应螺旋压力机频繁启停的工况需求。
3. 高精度磁场控制：基于矢量控制（FOC）或直接转矩控制（DTC）技术，可实现±0.1%的转速波动控制，满足精密锻造工艺要求。

二、转速控制的核心技术路径

（一）矢量控制（FOC）的精准实现

通过dq坐标变换将三相电流解耦为直轴（d轴）电流与交轴（q轴）电流，实现磁场与转矩的独立控制。关键环节包括：

1. 初始角标定：利用旋转变压器或磁编码器确定转子初始位置，误差需控制在±0.5°以内，避免启动抖动。
2. 双闭环控制：外环为速度环，采用PI调节器输出转矩指令；内环为电流环，通过PWM调制实现d/q轴电流的快速跟踪。
3. 弱磁控制扩展：当转速超过基速时，通过d轴注入负向电流抵消永磁体磁场，扩展转速范围至额定值的2-3倍。

（二）直接转矩控制（DTC）的快速响应

基于空间电压矢量选择表，直接控制磁链与转矩：

1. 磁链观测器设计：采用电压模型法估算定子磁链，结合低通滤波器抑制积分漂移，观测误差控制在±5%以内。
2. 滞环比较器优化：通过调整转矩环与磁链环的滞环宽度（通常为±0.5N·m与±5%磁链幅值），平衡控制精度与开关频率。
3. 开关表优化：采用12扇区划分与8电压矢量选择策略，将转矩脉动降低至额定值的±3%。

（三）多传感器融合的闭环控制

1. 编码器高精度测速：采用增量式编码器（≥2000线）与M/T复合测速法，实现低速（0.1-100rpm）与高速（1000-6000rpm）工况的统一测量，误差<±0.01%。
2. 压力反馈补偿：通过压力传感器实时监测锻造力，动态调整转速指令以补偿材料变形阻力波动，提升锻件一致性。
3. 温度补偿算法：基于永磁体温度系数（通常为-0.12%/℃），通过PT100传感器监测电机温度，实时修正转矩指令。

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