经过多年的发展,我国的数控机床技术已经迎难而上,在中低端市场占据了一席之地。然而高精尖的数控机床技术依然被外国所垄断,遏制着我国制造业的发展。要想突破国外的技术封锁,除了着眼于加工性能的提升外,还需要注意整个数控机床的可靠性。即使拥有再高的加工精度,可靠性过低也无法在现实生产中大范围应用。电主轴作为数控机床重要的核心部件,其可靠性直接影响着整机的可靠性。作为一切可靠性研究的前提条件,可靠性实验数据的获取非常重要。放弃低效的现场采集实验数据的方式,采用更加高效的台架试验是更为明智的选择。因此搭建针对电主轴的可靠性试验平台具有重要的意义。本文基于对拖原理,利用两根相同电主轴搭建了可靠性试验平台,并着重研究了电主轴的控制策略直接转矩控制,通过引入SVPWM技术以及模糊算法有效地抑制了传统直接转矩控制中的转矩波动,使得试验平台获得更好的加载效果。本文的主要研究内容如下:首先,对本文的研究对象电主轴的结构、原理进行分析,建立了电主轴在不同坐标系下的数学模型,为后续直接转矩控制的研究打下理论基础。其次,对本文选择的控制策略直接转矩控制的原理进行了阐述,分析了传统直接转矩控制产生转矩波动大的原因。为了解决转矩波动大的问题,本文引入可以控制电压向量作用时间的SVPWM技术来代替传统的开关表,PI控制器代替滞环比较器,使得转矩波动得到了有效的抑制。再次,为了提升PI控制器的性能,实现在线整定,进一步抑制转矩波动,本文将模糊算法引入。根据PID自整定原则以及实际需求设计了一套模糊规则库,用基于此规则库建立的模糊PI调节器代替转矩环上的PI调节器,仿真结果表明了改进后的直接转矩控制转矩波动更小。最后,搭建了电主轴对拖试验台的实物平台。结合对拖原理以及能量转化关系,分析了不同状态下电主轴的能量变化,最终选择了更加节能的加载方案。利用相关的仪器设备完成了机械、电气部分的实物平台的搭建,同时借助Labview软件和内嵌FPGA芯片的c RIO完成了相关软件平台的搭建。开展了相关实验,验证了该试验平台可以实现扭矩加载以及模糊PI算法对扭矩波动的抑制效果。本文所开发的电主轴对拖试验平台不仅仅可以实现静态加载,还可以实现一定频率的正弦加载,并且转矩波动较小,与传统的测功机模拟加载扭矩的方案相比,该试验平台利用两个电主轴相互模拟对方的负载,相当于同时对二者开展可靠性试验,意味着可以在相同时间内获取更多的可靠性实验数据,有效地缩短开展可靠性试验所用的时间。因此本文所开发的电主轴试验平台在电主轴可靠性的提升方面具有很大的实用意义。