浅谈永磁同步电机伺服系统及其现状.doc

浅谈永磁同步电机伺服系统及其现状.doc浅谈永磁同步电机伺服系统及其现状【摘要】文章从交流伺服系统的基本结构入手,简单介绍各单元的基本功能,并对永磁同步电机调速系统(PMSM)和无刷直流电机调速系统()进行了分析比较,最后介绍了永磁同步伺服系统的国内外发展现状。【关键词】伺服系统;永磁同步电机;直流无刷电机一、 概述从70年代后期到80年代初期,随着微处理技术,大功率高性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工艺的发展,其性能价格比的日益提高,交流伺服技术一交流伺服电机和交流伺服控制系统逐渐成为主导产品。目前,高性能的伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电机,永磁同步电机交流伺服系统在技术上已趋于完全成熟,具备了十分优良的低速性能并可实现弱磁高速控制,能快速、准确定位的控制驭动器组成的全数字位置伺服系统。井旦随右永磁材料性能的大幅度提高和价格的降低,特别是教:铁硼永磁的热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低以及电力电子器件的进一步发展,加上永磁电机研究开发经验的逐步成熟,经大力推广和应用已有研究成果,其在工业生产领域中的领域也越来越广泛,正向大功率化(高转速、高转矩)、高功能化和微型化方面发展。二、 永磁同步电机伺服系统的基本结构永磁同步电机伺服系统除电机外,系统主要包括驱动单元、位置控制系统、速度控制器、转知和电流控制器、位置反馈单元、电流反馈单元、通讯接门单元等。永磁式交流同步伺服电机。永磁同步电机永磁式同步电机具有结构简单、体积小、重星轻、损耗小、效率高的特点。和直流电机相比,它没有直流电机的换向卷和电刷等需要更多维护给应用带来不便的缺点。相对异步电动机而言则比较简氓,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好,但存在最大传知受永磁体去磁约束,抗震能力差,高转速受限制,功率较小,成本高和起动困难等缺点。与普通同步电动机相比,它省去了励磁装置,简化了结构,提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制,因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。胡动单元。盟动单元采用三相全桥自控整流,三相正弦电压型逆变器变频的AC-DC-AC结构。设布•软启动电路利能耗泄放电路可避免上电时出现过大的瞬时电流以及电机制动时产生很高的泉升电压。逆变部分采用集驰动电路,保护电路和功率升关于一体的智能功率模块(IPM)0控制单元。控制单元是整个交流伺服系统的核心,实现系统位置控制、速度控制、转矩和电流控制器。具有快速的数据处理能力的数字信号处理器(DSP)被广泛应用于交流伺服系统,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、PWV发生器、定时计数器电路、异步通讯电路、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。位置控制系统。对于不同的信号,位置控制系统所表现出的特性是不同的。典型的输入信号有三种形式:位骨输入(位置阶跃输入)、速度输入(斜坡输入)以及加速度输入(抛物线输入)。位置传感器-•般采用高分辨率的旋转变压卷、光电编码器、磁编码卷等元件。旋转变压卷输出两相正交波形,能输出传子的绝对位置,但其解码电路复杂,价格昂贵。磁编码器是实现数字反馈控制性价比较高的器件,还W以依靠磁极变化检测位置,目前1E处于研究阶段,其分辨率较低。接口通讯单元。接门包括键盘/显示、控制I/O接口、串行通信等。伺服单元内部及