合肥先进光源永磁多极铁电机控制系统的规划

神仙同学昨天临时让我在今天的小组会讲讲，还好上半年做的工作有些积累，随手拷贝粘贴再填几句话就好了，看来blog还是要多写。。。

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直线加速器和储存环的多极铁一直是电磁铁，需要大功率的电源提供百安培级别的大电流给铜管缠绕的线圈，大电流产生的热量需要水循环系统带走，高耗能的运行以及需要维护的环节多多。

现在耐辐射和高温漂稳定性的强磁铁技术使得永磁二极铁和多极铁的应用成为可能，未来光源如果采用，那是非常利于环保和轻运维压力的事。

永磁多极铁如果要调节的话，就需要每一个极头有一块可旋转的磁块通过转到不同的角度来调节，这就涉及到大量的电机控制。以合肥先进光源储存环为例，20个单元，每个单元有八极磁铁2个，六极磁铁6个，四极磁铁20个（包含4个偏心四极磁铁），共2*8+6*6+20*4=132个电机轴需要控制，全环共20*132=2640个轴。

电机控制，上学期就调研过，并且买来了几个驱动器和电机以及控制器初步调试：

关于电机控制那些事_卡西莫多的博客-CSDN博客

大规模电机控制的方案选择-电机和驱动器篇_卡西莫多的博客-CSDN博客

大规模电机控制的方案选择-控制器篇_卡西莫多的博客-CSDN博客

工控领域上云实践-Zstack和软赢_卡西莫多的博客-CSDN博客

正运动128轴的etherCat实体控制器，和软赢的软件控制器都测试过，软赢的软件控制器可实现在云主机上运行并控制电机，但是运行的不平稳，实际部署时不能在云主机上使用，装在工控机上使用电机运行没有问题，但是实际部署的话，安装几十台工控机的系统是很大的工作量，故大规模的部署时不采用软件控制器。

正运动的实体控制器，接上网线识别驱动器并控制起电机转动过程简单，在云主机上调试好软件后可以批量克隆，部署起来方便，故采用此方案。

每个单元132个轴需要控制，现能找到的能支持的最大轴就是128轴的控制器，即使有更大的轴，也尽量不要采用单控制器的方案，因此132个轴分成两组，使用两个控制器，两个机柜很容易装下132个轴的电机驱动器和控制器，就近分开布置可以使用更短的驱动电缆和编码器电缆。

电机控制机柜样机要求

上学期联系了几家做了初步的机柜布局方案，微信聊天记录里一时找不到。并和鸣志开了次电话会，讨论了编码器、电机控制的一些技术和问题，以及集成式电机和分布式两种方案的比较，集成式不需要机柜和驱动及编码器电缆布线的麻烦，电机和驱动器分开的方案需要布线和机柜。后来考虑集成式的电机控制器的寿命和可靠性不如分布式，虽然电机本身的寿命和可靠性很好，但如果因为控制器的故障要更换电机的话会很麻烦，最终还是选择分布式的方案。

需要进一步做的工作：

1、20个单元共40个机柜装满驱动器和控制器，实际部署前需要联系几个厂家做样柜，之后根据情况改进并批量；

2、正运动控制器的IOC和控制程序需要着手编写和调试；

3、电机编码器在强磁和辐射环境的可靠性需要测试，强磁环境可靠性需要鸣志厂家做测试和出结果，做为以后布局到永磁多极铁上磁屏蔽的依据；强辐射环境的可靠性需要放在我们装置上来做，比如红外fel厅里；

4、电机配套的直角拐弯减速器需要鸣志配套或找合作厂家来量产；

5、样铁的加工和磁测，需要有人手来做，和控制程序及IOC的编写在磁测时需要现场解决问题和改进，需要学生或工作人员及早编写和调试，工程建设期，我估计没有很多精力花在这上面；

6、磁铁上量后的磁测和校准更是工作量多多，需要及早让更多人手介入；

7、样铁和上量的安装准直靶座也需要准直组介入；

8、工程安装以及现场磁场分布简易观测。。。

关于简易观测，淘宝上发现这个好东西，在设计样铁时可以考虑有卡口装上：