永磁同步电动机控制系统：正弦波驱动更高效

（1）电励磁同步电动机控制系统

普通电励磁同步电动机采用交-直-交电流型逆变器供电，整流和逆变电路均采用晶闸管，利用同步电动机电流可以超前电压的特点，使逆变器的晶闸管工作在自然换相状态，同时检测转子磁极位置，用来确定逆变器晶闸管的导通与关断，使电动机工作在自同步状态。这种控制系统也称为自控式同步电动机控制系统。这种系统的特点是容量大且转速高，技术比较成熟；缺点是三相正弦分布绕组由电流型逆变器供电，电动机低速运行时转矩波动大。此外，电励磁同步电动机也可以采用变频器供电驱动。

（2）永磁无刷直流电动机控制系统

永磁交流电动机根据驱动电源波形分为方波和正弦波，前者成为永磁无刷直流电动机，而后者称为永磁同步电动机。方波驱动永磁无刷直流电动机控制系统，转子采用永磁材料，定子为集中绕组，这样气隙磁场和定子绕组中反电动势是梯形波，当定子绕组通过方波电流，且电流与反电动势同相位时，理论上可以产生恒定的电磁转矩。但是由于定转子齿槽效应，电枢电流存在换相，因此转矩是脉动的。永磁无刷直流电动机的主要特点是磁极位置检测与无换向电动机一样非常简单，通常采用磁敏式霍尔位置传感器，驱动控制易于实现，主要用于恒速驱动、调速驱动系统和准确度要求不高的位置伺服系统。其缺点是定子绕组存在电感，电流不可能是方波，以及在换相时刻的电流变化会造成转矩脉动，对系统低速性能存在一定影响。

（3）永磁同步电动机控制系统(www.xing528.com)

正弦波驱动永磁同步电动机控制系统中，电动机转子采用永磁材料，定子绕组与普通同步电动机一样，为对称多相正弦分布绕组。如果通以对称的多相交流电，会产生恒定的旋转磁场和平稳的电磁转矩。采用矢量控制技术可以使直轴电枢电流等于零，达到直接控制交轴电枢电流与电磁转矩的目的。也可以利用单位电流电磁转矩最大的方式控制，增大出力；对于气隙较小的永磁同步电动机，可以采用直轴电枢电流为负值的方式实现弱磁控制，扩大调速范围。

永磁同步电动机转子磁路结构的不同，则电动机的运行特性、控制系统等也不同。根据永磁体在转子上位置的不同，永磁同步电动机主要可分为：表面式和内置式。在表面式永磁同步电动机中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，这种电动机的重要特点是直、交轴的主电感相等；而内置式永磁同步电动机的永磁体位于转子内部，永磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁磁物质制成的极靴，可以保护永磁体。这种永磁电动机的重要特点是直、交轴的主电感不相等。因此，这两种电动机的性能有所不同。

永磁同步电动机主要用于恒速驱动、调速驱动系统和高准确度位置伺服系统，如机器人、数控机床和其他加工行业。目前研究的重点主要是削弱齿槽效应、转矩波动和无位置传感器技术等。