永磁同步电机的工作原理和内部结构

永磁同步电机是目前新型同步电机。永磁同步电机伺服系统主要包括驱动单元、方位控制系统、速度控制器、转矩电流控制器、方位响应单元、电流响应单元和通信接口单元等。

1永磁式沟通同步伺服电机

永磁同步电机永磁同步电机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗低、功率大的特点。与DC电机相比，它没有DC电机换向器和电刷维护量大、使用不便的缺点。与异步电机相比，它相对简单，定子电流和定子电阻损耗降低，转子参数可测，控制功能好。但也存在转矩受限于永磁体退磁、抗震能力差、高速受限、功率低、成本高、启动困难等缺陷。与普通同步电机相比，省去了励磁设备，简化了结构，提高了功率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态功能和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受到了国内外专家的广泛关注。

2驱动单元

驱动单元采用三相全桥自动控制整流和三相正弦脉宽调制电压源逆变器的交流-DC-交流结构。软启动电路和能量耗散电路可以防止通电时瞬时电流过大和电机制动时泵压过高。一些逆变器采用集成驱动电路、维护电路和电源开关的智能功率模块。

3操控单元

控制单元是整个通信伺服系统的中心，完成系统的方向控制、速度控制、转矩和电流控制。具有快速数据处理能力的数字信号处理器(DSP)广泛应用于通信伺服系统中，它集成了丰富的用于电机控制的ASIC，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、高速可编程静态RAM和大容量程序存储器等。

4方位操控体系

关于不同的信号，方位控制系统的特性是不同的。有三种典型的输入信号：方位输入(方位阶跃输入)、速度输入(斜坡输入)和加速度输入(抛物线输入)。方位传感器通常使用高分辨率旋转变压器、光电编码器、磁编码器等部件。旋变器输出两相正交波形，可以输出转子的正方向，但其解码电路杂乱且昂贵。磁编码器是一种价格昂贵的数字响应控制设备，它还可以通过磁极变化来检测方向。现在处于研究阶段，分辨率低。

5接口通讯单元

接口包括键盘/显示器、控制I/O接口、串行通信等。在伺服单元的内部和外部I/O接口电路中，有许多数字信号需要隔离。这些数字信号代表不同的信息，更新速度也不同。

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