永磁同步伺服电机驱动器设计原理
永磁同步伺服电机工作原理
永磁同步伺服电机工作原理哎，说起永磁同步伺服电机这东西·，它可真是个科技界的小能手，不光名字听起来高大上，干起活来那也是一把好手，咱们得好好聊聊它的工作原理，用咱们老百姓的话，让这高科技的东西也接地气儿。
想象一下，你手里拿着一把超强力磁铁，对，就是那种小时候玩磁铁，能吸住一大堆铁钉的那种。
这永磁同步伺服电机啊，它就像是把这磁铁的力量，巧妙地封装进了一个小盒子里，还给它配了个超级精准的“大脑”，让它能按照你的指令，灵活地转动起来。
这电机的心脏，就是那块永磁体，它就像是个永不疲倦的舞者，始终保持着自己的磁性，不用电来加热或者冷却，就能稳稳当当地站在舞台中央，吸引着周围的“观众”——也就是电机里的电流。
这电流啊，可不是随便乱跑的，它得按照永磁体的指挥，排好队，绕着永磁体转圈圈，就像是一群小精灵，在跳着有规律的舞蹈。
但光跳舞可不够，咱们还得让这电机干点实事儿。
这时候，就得请出电机的“大脑”——控制器了。
这控制器啊，聪明着呢，它能读懂你的心思，知道你想让电机往哪转、转多快。
它就像是个指挥官，通过调整电流的大小和方向，来告诉电机里的小精灵们怎么跳舞。
说起来，这永磁同步伺服电机的效率啊，真是高得吓人。
它不像那些老式的电机，转起来嗡嗡响，还费电。
它就像是个轻功高手，轻轻一蹬腿，就能飞出去老远，而且动作还特别流畅，几乎听不到什么声音。
这主要得益于它那精准的“大脑”和永磁体的强大吸引力，让能量在转换过程中几乎没有浪费。
更神奇的是，这电机还能根据负载的变化，自动调整自己的输出。
就像是个聪明的孩子，知道什么时候该用力，什么时候该放松。
这样一来，不管你是用它来驱动机器人的手臂、还是控制机床的精度，它都能游刃有余地应对。
总而言之啊，永磁同步伺服电机这家伙，真是个既聪明又能干的好帮手。
它用自己独特的工作原理，为我们带来了更高效、更精准的动力支持。
在未来的日子里啊，我相信它还会在更多的领域里大显身手，成为我们生活中不可或缺的一部分。
交流永磁同步伺服电机及其驱动原理
3.2 交流永磁同步电机及其驱动技术1、交流永磁同步电机结构和工作原理2、交流永磁同步电机磁场定向控制技术3、交流永磁同步电机PWM控制4、交流永磁同步电机驱动器直流伺服电机存在如下缺点：⏹它的电枢绕组在转子上不利于散热；⏹由于绕组在转子上，转子惯量较大，不利于高速响应；⏹电刷和换向器易磨损需要经常维护、限制电机速度、换向时会产生电火花限制了它的应用环境。
⏹如果能将电刷和换向器去掉，再把电枢绕组移到定子上，就可克服这些缺点。
⏹交流伺服电机就是这种结构的电机。
⏹交流伺服电机有两类：同步电机和感应电机永磁同步电机（PMSM ）（Permanent Magnet Synchronous Motor ）1、结构和工作原理⏹主要由定子、转子及测量转子位置的传感器构成。
⏹定子和一般的三相感应电机类似，采用三相对称绕组结构，它们的轴线在空间彼此相差120度。
⏹转子上贴有磁性体，一般有两对以上的磁极。
⏹位置传感器一般为光电编码器或旋转变压器。
⏹由于电磁感应作用，闭合的转子导体内将产生感应电流。
⏹这个电流产生的磁场和定子绕组产生的旋转磁场相互作用产生电磁转矩，从而使转子“跟着”定子磁场旋转起来，其转速为n。
⏹n总是低于ns（异步），否则就不会通过切割磁力线的作用在转子中产生感应电流。
⏹要想实现四象限运行，关键是力矩的控制。
⏹在永磁直流电机中，T=KtI 。
I 为直流，只要改变电流的大小就能改变力矩。
⏹而交流电机中Fs 是由三相交流电产生的，绕组中的电压及电流是交流，是时变量，转矩的控制要复杂得多。
⏹能否找到一种方法使我们能够象控制直流电机那样控制交流电机？⏹20世纪70年代初发明了矢量控制技术，或称磁场定向控制技术。
⏹通过坐标变换，把交流电机中交流电流的控制，变换成类似于直流电机中直流电流的控制，实现了力矩的控制，可以获得和直流电机相似的高动态性能，从而使交流电机的控制技术取得了突破性的进展。
sin()r s s r T F F θθ=⋅-2、磁场定向控制⏹永磁同步电机的定子中装有三相对称绕组a,b,c ，它们在空间彼此相差120度，绕组中通以如下三相对称电流：⏹即每个绕组中电流的幅值和相位都是随时间变化的，且彼此在相位（与时间有关）上相差120度。
交流永磁同步伺服电机的工作原理
交流永磁同步伺服电机的工作原理朋友，今天咱们来聊聊交流永磁同步伺服电机这个超酷的东西。
你知道吗？交流永磁同步伺服电机就像是一个特别听话又超级能干的小助手呢。
它的核心部分有永磁体，这永磁体就像一个有着超强魔力的小磁铁，一直稳稳地待在电机里，散发着自己独特的魅力。
当我们给这个电机通上交流电的时候呀，就像是给这个小助手下达了开始工作的指令。
交流电会在电机的定子绕组里产生一个旋转的磁场，这个磁场就像一个看不见的大手，开始挥舞起来。
而那个永磁体呢，它可是个很有个性的家伙，它在这个旋转磁场的影响下，就想跟着一起动起来。
为啥呢？因为异性相吸，同性相斥呀，这个磁场的力量对永磁体有着很强的吸引力和排斥力。
你想象一下，这个永磁体就像是一个小舞者，而那个旋转磁场就是音乐的节奏。
小舞者要根据音乐的节奏来跳舞，永磁体就得按照旋转磁场的节奏来转动。
而且呀，它们配合得可好了，永磁体转动的速度和旋转磁场的速度基本上是同步的，这就是为啥叫永磁同步伺服电机啦。
这个电机的工作可不仅仅是这么简单地转一转哦。
它还特别聪明，能够根据我们的需求来精确地控制转动的角度、速度和扭矩呢。
比如说，在一些自动化的生产线上，我们需要这个电机把某个零件精确地送到某个位置，它就能做到。
这就好比你告诉一个特别机灵的小朋友，把这个小玩具放到那个小盒子里，他就能准确地完成任务。
在这个过程中呀，电机的控制系统就像是一个智慧的大脑。
它会时刻监测电机的运行状态，看看永磁体是不是按照我们想要的速度和角度在转动。
如果有一点点偏差，这个智慧的大脑就会马上调整，就像一个严格的老师，一旦发现学生的动作不标准，就立刻纠正。
交流永磁同步伺服电机在很多地方都发挥着巨大的作用呢。
在机器人的关节处，它就像是机器人的肌肉和关节的完美结合，让机器人能够灵活地做出各种动作，就像一个舞者在舞台上翩翩起舞。
在数控机床里，它又像一个超级精确的工匠，能够把零件加工得非常精细，一丝一毫的差错都不会有。
而且哦，这个电机还有一个很贴心的地方呢。
永磁同步伺服电机驱动器设计原理
永磁同步伺服电机驱动器设计原理永磁同步伺服电机（PMSM）是一种使用永磁体作为转子的电机，具有高效率、高功率密度和高响应性能等优点，在伺服驱动系统中得到广泛应用。
PMSM驱动器设计的目标是实现高性能的电机控制，以提高系统的速度和位置精度，并确保系统稳定性和可靠性。
PMSM驱动器的基本原理是通过实施闭环控制来控制电机的运行。
闭环控制系统包括三个主要组件：传感器、控制器和功率放大器。
传感器用于测量电机的位置、速度和电流等参数，控制器根据传感器的反馈信号计算出合适的控制信号，并通过功率放大器将控制信号转换成适合驱动电机的功率信号。
PMSM驱动器的设计首先需要确定电机的参数，包括额定功率、额定电压、转子惯量等。
然后需要选择适当的功率放大器，以满足所需的功率输出和控制频率。
常用的功率放大器包括直流到交流（DC-AC）逆变器，其将直流电源变换为适用于PMSM的交流电信号。
逆变器的设计需要注意输出电流和电压的能力、滤波电路的设计和开关器件的选择等方面。
控制器是PMSM驱动器设计的核心组件。
控制器的功能是根据传感器的反馈信号计算电机的电流、角度和位置等参数，并控制功率放大器输出相应的控制信号。
控制器通常采用数字信号处理器（DSP）或嵌入式微控制器来实现。
控制器的设计需要考虑控制算法的选择、采样频率的确定以及传感器噪声和测量误差的补偿等因素。
在PMSM驱动器设计中，还需要考虑保护电路的设计。
保护电路的作用是检测异常情况，如过流、过压、过温等，并采取相应的措施，例如切断电源或减少输出功率以保护电机和驱动器。
保护电路的设计需要根据具体应用需求和系统特点进行定制，以确保系统的安全可靠性。
除了驱动器的硬件设计，软件的编程和调试也是一个重要的方面。
通常需要编写控制算法，包括速度环和位置环的设计、电流控制和闭环控制等。
同时，还需要进行系统的参数标定和校准，以确保驱动器能够准确地控制电机并实现所需的性能指标。
综上所述，PMSM驱动器设计的原理包括硬件电路设计、控制算法设计和系统参数调试等方面。
永磁交流伺服电机原理
永磁交流伺服电机原理近年来由于无刷式伺服（马达）电机(brushless servo motor)制造与控制技术的急速发展，再加上大规模集成电路与半导体功率组件的进步，使其商品化产品日益增多，在高性能伺服应用场合如计算机控制数值工具机、工业机器人等，均已逐渐取代了传统式的有电刷的直流伺服电机(dc servo motor)。
无刷式伺服电动机主要可分为两大类(表1) (1)无刷式直流伺服电机(brushless dc servo motor)，一般亦称的为永磁式同步电机(PM synchronous motor) 或永磁式交流伺服电机(PM ac servo motor)，(2)感应式交流伺服电机(induction ac servo motor)。
无刷式直流伺服电机采用内装式的霍尔效应(Hall-effect)传感器组件来检测转子的绝对位置以决定功率组件的触发时序，其效用有如将直流伺服电机的机械式电刷换相(mechanical commutation)改为电子式换相(electronic commutation)，因而去除了直流伺服电动机因电刷所带来的限制。
目前一般永磁式交流伺服电机的回接组件多采用解角器(resolver) 或光电解编码马器(photo encoder)，前者可量测转子绝对位置，后者则祇能测得转子旋转的相对位置，电子换相则设计于驱动器内。
表1伺服电机的分类永磁式直流伺服电动机如图1(a)所示，其永久磁铁在外，而会发热的电枢线圈(armature winding)在内，因此散热较为困难，降低了功率体积比，在应用于直接驱动(direct-drive)系统时，会因热传导而造成传动轴(如导螺杆)的热变形。
但对交流伺服电机而言，不论是永磁式或感应式，其造成旋转磁场的电枢线圈，如图1(b)所示，均置于电机的外层，因而散热较佳，有较高的功率体积比，且可适用于直接驱动系统。
交流电机依其扭矩产生方式可分为两大类(1)同步交流电机(synchronous ac motor)与(2)感应交流电机(induction ac motor)，同步交流电机因其转子可由外界电源或由本身磁铁而造成的磁场与定子的旋转磁场交互作用而达到同步转速，但是感应交流电机的转子则因定子与转子间的变压器效应(transformer effect)而产生转子感应磁场，为了维持此感应磁场以产生旋转扭矩，转子与定子的旋转磁场间必须有一相对运动—滑差(slip)，因此感应电机的转速无法达到同步转速。
永磁同步伺服电机驱动器原理
永磁同步伺服电机驱动器原理永磁同步电机是一种无刷直流电机，它具有良好的动态响应、高效率和高扭矩密度。
它由一个转子和一个固定的定子组成。
转子上带有永磁体，而定子上带有绕组。
当电流通过定子绕组时，会在转子上产生一个磁场，从而产生转矩。
首先，功率电子器件用于将输入电源的直流电转换为可控制的交流电。
常见的功率电子器件有三相桥式整流器和三相桥式逆变器。
三相桥式整流器可以将输入的三相交流电转换为直流电，而三相桥式逆变器则可以将输入的直流电转换为控制的三相交流电。
其次，控制电路负责生成适当的控制信号来控制功率电子器件的开关状态。
控制电路通常由微处理器或DSP（数字信号处理器）组成，它接收来自传感器的反馈信号，并根据预先设定的控制算法生成控制信号。
最后，传感器反馈用于实时监测电机的位置和速度，并将这些信息发送给控制电路。
常用的传感器包括光电编码器、霍尔传感器和电流传感器。
光电编码器可以测量电机转子的位置，霍尔传感器可以检测磁场偏差，而电流传感器可以测量电机的电流。
在实际应用中，永磁同步伺服电机驱动器通常采用闭环控制系统。
闭环控制意味着控制电路会不断地检测电机的实际位置和速度，并与预期位置和速度进行比较。
如果存在误差，控制电路会调整功率电子器件的开关状态来纠正误差，并使实际位置和速度接近预期值。
总之，永磁同步伺服电机驱动器通过功率电子器件、控制电路和传感器反馈来实现对永磁同步电机转速和位置的控制。
它具有高效率、高响应和高精度的特点，被广泛应用于自动化领域，如机床、印刷设备和机器人等。
永磁同步伺服电机(PMSM)驱动器原理
永磁同步伺服电机（PMSM）驱动器原理中达电通股份有限公司中达电通公司伺服数控产品处 周瑞华 Zhou Reihua摘 要： 永磁交流伺服系统以其卓越的性能越来越广泛地应用到机器人、数控等领域，本文对其驱动器的功能实现做了简单的描述，其中包括整流部分的整流过程、逆变部分的脉宽调制（PWM ）技术的实现、控制单元相应的算法等三个部分。
关键词： DSP 整流 逆变 PWM 矢量控制 1 引言随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展，使得永磁交流伺服技术有着长足的发展。
永磁交流伺服系统的性能日渐提高，价格趋于合理，使得永磁交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。
永磁交流伺服系统具有以下等优点：（1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单；（2）定子绕组散热快；(3)惯量小，易提高系统的快速性；（4）适应于高速大力矩工作状态；（5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。
永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。
全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。
现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。
伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。
控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。
2 交流永磁伺服系统的基本结构交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。
永磁同步伺服电机驱动器原理
转载永磁同步伺服电机驱动器原理2008-11-11 13:35功率驱动单元功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。
经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。
功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。
整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。
逆变部分（DC-AC）采用采用的功率器件集驱动电路，保护电路和功率开关于一体的智能功率模块(IPM)，主要拓扑结构是采用了三相桥式电路原理图见图3，利用了脉宽调制技术即PWM(Pulse Width Modulation)通过改变功率晶体管交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率,改变每半周期内晶体管的通断时间比,也就是说通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压副值的大小以达到调节功率的目的。
图3 三相逆变电路图3中～是六个功率开关管，、、分别代表3个桥臂。
对各桥臂的开关状态做以下规定：当上桥臂开关管“开”状态时（此时下桥臂开关管必然是“关”状态），开关状态为1；当下桥臂开关管“开”状态时（此时下桥臂开关管必然是“关”状态），开关状态为0。
三个桥臂只有“0”和“1”两种状态，因此、、形成000、001、010、011、100、101、111共八种开关管模式，其中000和111开关模式使逆变输出电压为零，所以称这种开关模式为零状态。
输出的线电压为、、，相电压为、、，其中为直流电源电压（总线电压），根据以上分析可得到下表的总结。
表三相逆变电路分析/3 /3-/3 /3 -/3 /34 控制单元伺服驱动器控制交流永磁伺服电机( PMSM)伺服驱动器在控制交流永磁伺服电机时,可分别工作在电流(转矩) 、速度、位置控制方式下。
系统的控制结构框图如图4所示由于交流永磁伺服电机(PMSM) 采用的是永久磁铁励磁,其磁场可以视为是恒定;同时交流永磁伺服电机的电机转速就是同步转速,即其转差为零。
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永磁同步伺服电机(PMSM) 驱动器设计原理
周瑞华周瑞华先生，中达电通股份有限公司应用工程师。
关键词：PMSM 整流功率驱动单元控制单元
永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模拟数字混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。
全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等缺点，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加可靠。
现在，高性能的伺服系统大多数采用永磁交流伺服系统，其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。
后者由两部分组成：驱动器硬件和控制算法。
控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是技术垄断的核心。
一交流永磁伺服系统的基本结构
交流永磁伺服系统主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通信接口单元、伺服电机及相应的反馈检测器件组成。
其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。
我们的交流永磁同步驱动器集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化，是传统的驱动系统所
不可比拟的。
目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化。
功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软起动电路,以减小起动过程对驱动器的冲击。
伺服驱动器大体可以划分为功能比较独立的两个模块，如图1所示。
功率板(驱动板)是强电部分其中包括两个单元，一是功率驱动单元用于电机的驱动，二是开关电源单元为整个系统提供数字和模拟电源；控制板是弱电部分，是电机的控制核心也是伺服驱动器技术核心，控制算法的运行载体。
控制板通过相应的算法输出PWM信号，作为驱动电路的驱动信号，来改变逆变器的输出功率，以达到控制三相永磁式同步交流伺服电机的目的。
二功率驱动单元
功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。
整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。
功率驱动单元的整个过程简单的说就是AC-DC-AC的过程。
整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。
三相全桥不控整流电路的原理图见2三相交流电压波形其相位相差120°，幅值相等波形图见图3，通过三相全桥不控整流电路整流后得到相应的直流电压Ud波形图见图4。
为分析方便，把一个周期分为6
段，每段相隔60°。
在第Ⅰ段期间，a相电位ua最高，共阴极组的VT1被触发导通，b相电位ub最低，共阳极组的被触发导通，电流路径为ua →i→负载→VT6 →ub。
变压器a、b两相工作，输出电压为线电压ud = uab。
在第Ⅱ段期间，ua仍最高，VT1继续导通，而uc变为最负，电源过自然换流点时触发VT2导通，c相电压低于b相电压，VT6因承受反压而关断，电流即从b相换到c相。
这时电流路径为ua →VT1→负载→VT2→uc。
变压器a、c两相工作，输出电压为线电压ud = ubc。
在第Ⅲ段期间，ub为最高，共阴极组在经过自然换流点时触发VT3导通，由于b相电压高于a相电压，VT1管因承受反压而关断，电流从a相换相到b相。
VT2因为uc仍为最低而继续导通。
这时电流路径为VT3→→R(L)→VT3 →uc。
变压器b、c两相工作，输出电压为线电压ud = ubc。
以下各段依此类推，可得到在第Ⅳ段
时输出电压ud = uba；在第Ⅴ段时输出电压ud = uca；在第Ⅵ段时输出电压ud = ucb。
以后则重复上述过程。
由以上分析可知，三相不控桥式整流电路晶闸管的导通换流顺序是：VT6→VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6。
逆变部分(DC-AC)采用的功率器件集驱动电路、保护电路和功率开关于一体的智能功率模块(IPM)，主要拓扑结构是采用了三相桥式电路，其原理见图5，利用脉宽调制技术PWM通
过改变功率晶体管交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率,改变每半周期内晶体管的通断时间比,也就是说通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压幅值的大小以达到调节功率的目的。
对图5做一下分析，其中VT1~VT6是6个功率开关管，S1、S2、S3、分别代表3个桥臂。
对各桥臂的开关状态做以下规定：当上桥臂开关管“开”状态时(此时下桥臂开关管必然是“关”状态)，开关状态为1；当下桥臂开关管“开”状态时(此时下桥臂开关管必然是“关”状态)，开关状态为0。
3个桥臂只有“0”和“1”两种状态，因此S1、S2、S3形成000、001、010、011、100、101、111共8种开关管模式，其中000和111开关模式使逆变输出电压为零，所以称这种开关模式为零状态。
三控制单元
控制单元是整个交流伺服系统的核心,实现系统位置、速度、转矩和电流控制。
所采用的数字信号处理器(DSP)除具有快速的数据处理能力外，还集成了丰富的用于电机控制的专用集成电路，如A/D转换器、PWM发生器、定时计数器电路、异步通信电路、CAN总线收发器以及高速的可编程静态RAM和大容量的程序存储器等。
伺服驱动器通过采用磁场定向的控制原理(FOC)和坐标变换,实现矢量控制(VC),同时结合正弦波脉宽调制(SPWM)控制模式对电机进行控制。
永磁同步电动机的矢量控制一般通过检测或估计电机转子磁通的位置及幅值来控制定子电流或电压，这样，电机的转矩便只和磁通、电流有关，与直流电机的控制方法相似，可以得到很高的控制性能。
对于永磁同步电机，转子磁通位置与转子机械位置相同，这样通过检测转子的实际位置就可以得知电机转子的磁通位置，从而使永磁同步电机的矢量控制比起异步电机的矢量控制有所简化。
伺服驱动器在控制交流永磁伺服电机时,可分别工作在电流(转矩)、速度、位置控制方式下。
系统的控制结构如图6所示，由于交流永磁伺服电机(PMSM)采用的是永久磁铁励磁,其磁场可以视为恒定；同时，交流永磁伺服电机的转速就是同步转速,即其转差为零。
这些条件使得交流伺服驱动器在驱动交流永磁伺服电机时的数学模型的复杂程度得以大大降低。
从图6可以看出,系统是基于测量电机的两相电流反馈(Ia、Ib)和电机位置。
将测得的相电流(Ia、Ib)结合位置信息,经坐标变化(从a,b,c坐标系转换到转子d,q坐标系),得到Id,Iq分量,分别进入各自的电流调节器。
电流调节器的输出经过反向坐标变化(从d,q坐标系转换到a,b,c 坐标系),得到三相电压指令。
控制芯片通过这三相电压指令,经过反向、延时后,得到6路PWM 波输出到功率器件,控制电机运行。
系统在不同指令输入方式下,指令和反馈通过相应的控制调节器,得到下一级的参考指令。
在电流环中,d,q轴的转矩电流分量(Iq)是速度控制调节器的输出或外部给定。
而一般情况下,磁通分量为零(Id=0)，但是当速度大于限定值时,可以通过弱磁(Id<0),得到更高的速度值。
从a，b，c坐标系转换到d，q坐标系由克拉克(CLARKE)和帕克(PARK)变换来实现；从d，q坐标系转换到a，b，c坐标系是由克拉克和帕克的逆变换来实现的。
以下是两个变换公式，克拉克变换(CLARKE)：。