校平機(jī)應(yīng)用永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的方向

1)設(shè)計(jì)繞組電流的形狀降低轉(zhuǎn)矩波動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本電磁轉(zhuǎn)矩是由定子繞組電流與反電勢(shì)相互作用產(chǎn)生的。當(dāng)繞組反電勢(shì)為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波時(shí)，定子繞組采用標(biāo)準(zhǔn)的正弦電流就可以產(chǎn)生恒定的基本電磁轉(zhuǎn)矩。但是實(shí)際情況是由于校平機(jī)電動(dòng)機(jī)機(jī)械加工誤差的存在和設(shè)計(jì)原因，產(chǎn)生   標(biāo)準(zhǔn)的反電勢(shì)波形是不大可能的。從另一方面講，由于繞組電感的存在以及電力電子器件方面的原因，繞組也不可能產(chǎn)生   標(biāo)準(zhǔn)的電流波形。通過(guò)對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)基本電磁轉(zhuǎn)矩公式詳加研究，對(duì)一給定的反電勢(shì)形狀(非標(biāo)準(zhǔn)形)，恰當(dāng)?shù)剡x擇繞組電流的諧波成分可以降低基本電磁轉(zhuǎn)矩的波魂適當(dāng)?shù)剡x擇繞組電流的諧波成份，使基本電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)與定位轉(zhuǎn)矩相互抵消，還可以同時(shí)減弱基本電磁能矩波動(dòng)和定位轉(zhuǎn)矩，這樣就可以適當(dāng)?shù)販p輕電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的壓力。

2)無(wú)傳感器永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)帶有位置傳感器控制的永磁同步電動(dòng)機(jī)成本相對(duì)較高并且傳感器的性能易受到高溫、潮濕等惡劣環(huán)境的影響，由此也影響了永磁同步電動(dòng)機(jī)的推廣使用。同時(shí)位置和速度傳感器的存在增加了永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的價(jià)格和體積，降低了性，限制了應(yīng)用環(huán)境。因此作為永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的一種重要發(fā)展趨勢(shì)，無(wú)傳感器永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的研究受到了人們的高度重視。由于繞組反電勢(shì)直接反映了轉(zhuǎn)子磁極位置，通過(guò)檢測(cè)繞組的電勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)，即可正確的換向信號(hào)。目前已出多種基于反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)的無(wú)刷永磁直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)。利用校平機(jī)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際電壓或電流作為其動(dòng)態(tài)模型(狀態(tài)方程)的輸入，利用動(dòng)態(tài)模型的輸出(電流或電壓)與電動(dòng)機(jī)實(shí)際的電流或電壓相比較，二者的差值用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的電流，使動(dòng)態(tài)模型的輸出與電動(dòng)機(jī)的實(shí)測(cè)值相一致，即實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的自同步運(yùn)行，這種無(wú)需傳感器的控制方法稱為狀態(tài)觀測(cè)器法，它適用于無(wú)刷永磁交流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)。

另外一種無(wú)需傳感器的方法是在定子齒上設(shè)置檢測(cè)線圈，對(duì)檢測(cè)線圈施加高頻正弦電壓，利用檢測(cè)線圈電感隨轉(zhuǎn)角變化這一規(guī)律，可以反映轉(zhuǎn)角的信號(hào)。這種永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)嚴(yán)格講是有傳感器的，只不過(guò)是將傳感器集成到了電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)之中。無(wú)位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)具有控制方法簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，抗擾動(dòng)，調(diào)速性能好等特點(diǎn)。目前已經(jīng)提出了很多轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角在線估計(jì)算法來(lái)獲取轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，如模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)估計(jì)算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估計(jì)算法、卡爾曼濾波估計(jì)算法、電流諧波估計(jì)算法、坐標(biāo)方程和有估計(jì)偏差的d-q坐標(biāo)軸方程對(duì)比推算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角等。電動(dòng)機(jī)模型的線性化、電動(dòng)機(jī)模型參數(shù)的慢時(shí)變以及控制方法是當(dāng)前研究無(wú)傳感器調(diào)速系統(tǒng)的焦點(diǎn)問(wèn)題。

3)全數(shù)字化永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)因?yàn)椴淮嬖谀M器件的特性漂移和偏差，全數(shù)字化永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)的控制邏輯由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，增加了系統(tǒng)使用與設(shè)計(jì)的靈活性另外數(shù)字系統(tǒng)在速度和精度方面也要優(yōu)于模擬系統(tǒng)。對(duì)于永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其   難實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的部分是電流環(huán)，因?yàn)殡娏骺刂破鲾?shù)字化后需要很高的數(shù)字處理能力，具有高速性能的數(shù)字信號(hào)處理器DSP的出現(xiàn)，使伺服系統(tǒng)的全數(shù)字化成為可能。在交流調(diào)速的全數(shù)字化的過(guò)程當(dāng)中，各種總線也扮演了相當(dāng)重要的角色。STD總線、工業(yè)PC總線、現(xiàn)場(chǎng)總線以及CAJ總線等在交流調(diào)速系統(tǒng)的自動(dòng)化應(yīng)用起到了重要作用。總之永磁同步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的全數(shù)字化是發(fā)展之必然趨勢(shì)。