■■A■■A永磁同步電機工作原理一、PMSM的基本的構造PMSM（permanentmagnetsynchronousmotor）實際工作是一種交流電機，其定子運行是三項的相差 的交流電，而轉子則是永磁體。但是這種電機最大的優勢就是交流電能量由直流提供，這樣就可以對電機進行精確的控制，而且解決了電刷帶來的壽命問題。入下面對其工作原理進行簡單的介紹，如圖1,定子的工作電流都為正弦波，而且其三項在任何時候相加都為零，所以PMSM中三項繞組實際上沒有中線的，其在電機中示例繞線方法如圖2,所以實際上在PMSM中XYZ是連接在一個點的。■■A2主磁場順時針旋轉180度〔旋轉磁場門。在--對極時）入圖1PMSM轉子電流■■A入圖2PMSM基本的繞線方法■■AA從繞線的圖2中不難看出，實際的電流方向產生的磁場是和轉子磁場在同一個平面，這也就是PMSM控制的基本需要和基本方法。從圖中也不難看出，實際在A相產生的磁場在開始是需要與轉子磁極的 D軸方向相反（可以相差一個確定的角度，軟件實現），確切的說應該是必須知道轉子的D軸的位置。這個問題實際在控制中是開始的定向問題，在這里簡單的介紹一下方法：如果位置傳感器是絕對碼盤或者旋變，則可根據絕對位置處理，如果是增量碼盤，則需要開始的一個 UVW的大概位置估算。A除此之外，這里還需要明白幾個原理性的問題，這里啰嗦一下：很多人從事這一塊的研發在知道怎么處理整個系統的過程而實際上是對整個基礎原理模糊的，這也就是很多國人做研發的通病，只知道怎么做，從來不知道為什么這么做以致永遠只是模仿而不可能創新或者改進。言歸正傳，首先我們知道在控制過程中需要檢測電流，然后進行clarke和park變換，從而出現了電流方向問題，人家這么說是為了方便，而實際上上這里的電流方向不是電流方向，而是電流產生的電磁場方向（這是因為電磁場的大小與產生它的電流方向成正比的）。然后研究一下電壓的概念，繞組電壓是比電流相位超前的，而很多我們需要的結果是與電壓成一定簡單關系的，這是因為電壓是場量，而電流不是。根本上沒有電壓這個東西，它只是間接反應電流的一種我們定義出來的表達方式，所以它的變化影響電流，而電流的變化會在場的方面反應在電壓上。比如前面討論的問題，在電機初始的時候， A相電流是零，這是因為在繞組上電流不能突變，而這個時候電壓是最大，反應了實際我們是需要加在繞組上最大的我們需要的一個量（電流）。這里描述的有些晦澀，但是物理這個自然界基本規律實際就是這么反應的，希望讀我文章的讀者能自己仔細揣摩，反應一個自然界的問題（都上升到哲學問題了）。入二、PMSM的基本工作原理如果你明白了我前面討論的PMSM的基本問題，這里的東西實際相對就很簡單，它的工作原理實際就是用直流電機的方法進行控制交流電機。入1）首先我們看看這里涉及的第一個問題，定向問題。永磁同步電機的是通過轉子定向工作的，也就是說我們控制的所有參考點是以轉子為參考的。入所以我們開始控制之前就必須先知道我們參考點的位置，實際中大多工程是通過位置傳感器來獲得轉子位置的，前面也已經提到除了旋變一般采用碼盤作為位置傳感器，而碼盤又有絕對碼盤和增量碼盤（價格決定），而這兩種的初始位置處理方法也不盡相同，但是都很簡單。A2）第二個問題就是它通過IGBT將直流電源轉換為電機需要的三項交流電的，所以IGBT也就是這里決定電機控制好壞的一個關鍵器件，但是 IGBT的開關時間實際是不一樣的，所以會產生上下管子導通而短路的問題，實際工程中通過加死區來解決這個問題的，但是死區卻給三項交流電的形成帶來了不光滑的問題，這也是PMSM一個一直未得到很好解決的問題。入我以前做過一個十二矢量的控制方法，從理論上可以完全消除死區問題，而且會提高正弦波的精度。但是因為IGBT的反向二極管保護問題產生畸變，努力以后能改變IGBT的工作原理而實現這個突破性的問題，也是在工控行業的一個期待。A3）下面討論一下具體PMSM的控制方法，它是通過六矢量的空間矢量控制實現的（SVPWM兒先看其控制方程如下：■■A■■A入所以可以計算得功率得大小為:珥=1.空觀+諭+1.旳護％+訂％）+1.如網-喺）■■A入由于變換不是等功率變換，所以以上也只是系統一個有功功率的體現，并且只有第三相與轉子的運動狀態有關且直接參與機電能量轉換的電磁功率。故電磁功率表示為：■■A心=1.號血（％備切嚴故4A忌=警=i習妬n?魁）■■A入由于我們的伺服系統大多采用最大力矩控制方法，所以令■■A入所以可以通過控制對整個系統進行控制，如下面框圖Hl捽制眾洸壯肉■■A■■A入后面我會對具體這個框圖的實現寫相關的文章，并且會針對伺服系統中存在的很多問