浅谈永磁同步电机伺服系统及其现状
【摘要】从交流伺系统基结构入手简单介绍了各单元基功能并对永磁步电机调速系统（）和无刷直流电机调速系统(BL)进行了分析比较介绍了永磁步伺系统国外发展现状。
【关键词】伺系统；永磁步电机；直流无刷电机【图分类】 G659 【献标识码】【编】675（008）0900730、概述从70年代期到80年代初期随着微处理技术功率高性能半导体功率器件技术和电机永磁材制造工艺发展其性能价格比日益提高交流伺技术－交流伺电机和交流伺控制系统逐渐成主导产品。
目前高性能伺系统多采用永磁步型交流伺电机永磁步电机交流伺系统技术上已趋完全成熟具备了十分优良低速性能并可实现弱磁高速控制能快速、准确定位控制驱动器组成全数位置伺系统。
并且随着永磁材性能幅提高和价格降低特别是钕铁硼永磁热稳定性和耐腐蚀性改善和价格逐步降低以及电力电子器件进步发展加上永磁电机研究开发验逐步成熟力推广和应用已有研究成其工业生产领域领域也越越广泛正向功率化（高速、高矩）、高功能化和微型化方面发展。
二、永磁步电机伺系统基结构永磁步电机伺系统除电机外系统主要包括驱动单元、位置控制系统、速控制器、矩和电流控制器、位置反馈单元、电流反馈单元、通讯接口单元等。
永磁步电机永磁式步电机具有结构简单、体积、重量轻、损耗、效率高特。
和直流电机相比它没有直流电机换向器和电刷等要更多维护给应用带不便缺。
相对异步电动机而言则比较简单定子电流和定子电阻损耗减且子参数可测、控制性能但存矩受永磁体磁约束抗震能力差高速受限制功率较成高和起动困难等缺。
与普通步电动机相比它省了励磁装置简化了结构提高了效率。
永磁步电机矢量控制系统能够实现高精、高动态性能、围调速或定位控制因永磁步电机矢量控制系统引起了国外学者广泛关。
．驱动单元。
设有软启动电路和能耗泄放电路可避免上电出现瞬电流以及电机制动产生很高泵升电压。
逆变部分采用集驱动电路保护电路和功率开关体智能功率模块()。
控制单元是整交流伺系统核心, 实现系统位置控制、速控制、矩和电流控制器。
具有快速数据处理能力数信处理器()被广泛应用交流伺系统集成了丰富用电机控制专用集成电路如换器、发生器、定计数器电路、异步通讯电路、总线收发器以及高速可编程静态R和容量程序存储器等。
型输入信有三种形式位置输入（位置阶跃输入）、速输入（斜坡输入）以及加速输入（抛物线输入）。
位置传感器般采用高分辨率旋变压器、光电编码器、磁编码器等元件。
旋变压器输出两相正交波形能输出子绝对位置但其码电路复杂价格昂贵。
磁编码器是实现数反馈控制性价比较高器件还可以依靠磁极变化检测位置目前正处研究阶段其分辨率较低。
5．接口通讯单元。
接口包括键盘显示、控制接口、串行通信等。
伺单元部及对外接口电路有许多数信要隔离。
这些数信代表信息不更新速也不。
三、对当前两种不永磁步电机伺系统分析由子磁钢几何形状不当子旋定子上产生反电动势波形就有两种种正弦波；另种梯形波。
这样就造成步电动机原理、模型及控制方法上有所不了区别由它们组成永磁步电动机交流调速系统习惯上又把正弦波永磁步电动机组成调速系统称正弦型永磁步电动机（）调速系统；而由梯形波（方波）永磁步电动机组成调速系统原理和控制方法上与直流电动机系统类似故称这种系统无刷直流电动机（BL）调速系统。
不要励磁电流逆变器供电情况下不要阻尼绕组效率和功率因素都比较高体积也较容量异步机。
矢量控制借助与坐标变换将实际三相电流变换成等效力矩电流分量和励磁电流分量以实现电机耦控制控制概念明确；而直接矩控制技术采用定子磁场定向借助离散两是调节直接对逆变器开关状态进行佳控制以获得矩高动态性能其控制简单矩响应迅速。
矢量控制系统能够实现高精、高动态性能、围速和位置控制但是它传感器则给调速系统带了诸如成较高、抗干扰性和可靠性不强、电动机轴向尺寸较长等缺陷。
表面式永磁步电动机永磁体通常呈瓦片形并位子铁心外表面上这种电机重要特是直、交轴主电感相等；而置式永磁步电机永磁体位子部永磁体外表面与定子铁心圆有铁磁物质制成极靴可以保护永磁体。
BL组成伺系统具有速平滑响应快易控制等特但若按照常规控制方法其速直接与电压相关易受电波动和波动影响。
BL类似子上也有永磁磁极定子电枢要交变电流以产生恒定矩其主要区别是前者反电势梯形波而者反电势正弦波。
但由电磁惯性BL定子电流实际上梯形波而无法产生方波电流并由集绕组供电所以BL较脉动力矩。
高精伺驱动有较竞争力。
驱动容量电动机所逆变器容量并且要控制电流正弦波开关损耗也很多。
交轴电抗和直轴电抗随电机磁路饱和等因素而变化从而影响输出力矩磁阻力矩分量。
对参数变化较BL敏感但当工作电流控制方式磁阻矩很其矢量控制系统对参数变化敏感性与BL基相。
当电机速较高无刷直流电机反电势与直流母线电压相反电势限制了定子电流。
四、永磁步电机伺系统国外发展现状早期对永磁步电机研究主要固定频率供电永磁步电机运行特性研究特别是稳态特性和直接起动性能研究。
上世纪八十年代国外开始对逆变器供电永磁步电机进行了深入研究其供电永磁步电机与直接起动永磁步电机结构基相但多数情况下无阻尼绕组。
并该期发表了量有关永磁步电机数学模型、稳态特性、动态特性研究论。
VG等研究了电压型逆变器供电永磁步电动机稳态特性及电流型逆变器供电永磁步电动机稳态特性。
随着对永磁步电机调速系统性能要不断提高GRl等人针对调速系统快速动态性能和高效率要提出了现代永磁步电机设计方法。
近年微型计算机技术发展永磁步电动机矢量控制系统全数控制也取得了很发展。
等研制了种永磁步电动机矢量控制系统采用了十六位单片机8097作控制计算机实现了高精、高动态响应全数控制。
八十年代末九十年代初BKB等发表了量关永磁步电动机矢量控制系统全数控制论。
适应控制技术能够改善控制对象和运行条件发生变化控制系统性能Lg等人将适应控制技术应用永磁步电机调速系统。
仿真和实验结表明适应控制技术能够使调速系统电机参数发生变化保持良性能。
滑模变结构控制由其特殊“切换”控制方式与电机调速系统逆变器“开关”模式相似并且具有良鲁棒控制特性因电机控制领域有广阔应用前景。
随着人工智能技术发展智能控制已成现代控制领域重要分支电气传动控制系统运用智能控制技术也已成目前电气传动控制主要发展方向并且将带电气传动技术新纪元。
目前实现智能控制有效途径有三条基人工智能专系统（xr）;基模糊集合理论（zzLg）模糊控制；基人工神络（rlrlrk）神控制。
BKB等人从八十年代期直致力人工智能技术电气传动领域应用并取得了可喜研究成。
【参考献】[]林正钟德刚陈永校等．步型永磁交流伺系统控制技术评述[]．微电机005（38）[]高性能交流永磁步电机伺系统现状[]．动化控制系统007．[3]刘嘉亮．交流永磁步电动机伺系统[]．[]刘亮喜．无刷直流电动机原理及其应用[]．技术培训000（0）[5]李可米婕等．基永磁步电机控制[]．河南纺织高等专科学校学报007（）【作者简介】张刚（968 ）男江苏常熟人供职江苏省特检院常熟分院工学学士研究方向电梯检验检测。