校平機應(yīng)用永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的方向

1)設(shè)計繞組電流的形狀降低轉(zhuǎn)矩波動永磁同步電動機的基本電磁轉(zhuǎn)矩是由定子繞組電流與反電勢相互作用產(chǎn)生的。當繞組反電勢為標準的正弦波時，定子繞組采用標準的正弦電流就可以產(chǎn)生恒定的基本電磁轉(zhuǎn)矩。但是實際情況是由于校平機電動機機械加工誤差的存在和設(shè)計原因，產(chǎn)生   標準的反電勢波形是不大可能的。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   標準的電流波形。通過對永磁同步電動機基本電磁轉(zhuǎn)矩公式詳加研究，對一給定的反電勢形狀(非標準形)，恰當?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?shù)剡x擇繞組電流的諧波成份，使基本電磁轉(zhuǎn)矩波動與定位轉(zhuǎn)矩相互抵消，還可以同時減弱基本電磁能矩波動和定位轉(zhuǎn)矩，這樣就可以適當?shù)販p輕電動機設(shè)計的壓力。

2)無傳感器永磁同步電動機伺服系統(tǒng)帶有位置傳感器控制的永磁同步電動機成本相對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機的推廣使用。同時位置和速度傳感器的存在增加了永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的價格和體積，降低了性，限制了應(yīng)用環(huán)境。因此作為永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的一種重要發(fā)展趨勢，無傳感器永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的研究受到了人們的高度重視。由于繞組反電勢直接反映了轉(zhuǎn)子磁極位置，通過檢測繞組的電勢的過零點，即可正確的換向信號。目前已出多種基于反電勢過零檢測的無刷永磁直流電動機伺服系統(tǒng)。利用校平機電動機的實際電壓或電流作為其動態(tài)模型(狀態(tài)方程)的輸入，利用動態(tài)模型的輸出(電流或電壓)與電動機實際的電流或電壓相比較，二者的差值用來控制電動機的電流，使動態(tài)模型的輸出與電動機的實測值相一致，即實現(xiàn)電動機的自同步運行，這種無需傳感器的控制方法稱為狀態(tài)觀測器法，它適用于無刷永磁交流電動機伺服系統(tǒng)。

另外一種無需傳感器的方法是在定子齒上設(shè)置檢測線圈，對檢測線圈施加高頻正弦電壓，利用檢測線圈電感隨轉(zhuǎn)角變化這一規(guī)律，可以反映轉(zhuǎn)角的信號。這種永磁同步電動機伺服系統(tǒng)嚴格講是有傳感器的，只不過是將傳感器集成到了電動機結(jié)構(gòu)之中。無位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)具有控制方法簡單，轉(zhuǎn)矩脈動小，抗擾動，調(diào)速性能好等特點。目前已經(jīng)提出了很多轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角在線估計算法來獲取轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角，如模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)估計算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)估計算法、卡爾曼濾波估計算法、電流諧波估計算法、坐標方程和有估計偏差的d-q坐標軸方程對比推算出電動機轉(zhuǎn)角等。電動機模型的線性化、電動機模型參數(shù)的慢時變以及控制方法是當前研究無傳感器調(diào)速系統(tǒng)的焦點問題。

3)全數(shù)字化永磁同步電動機伺服系統(tǒng)因為不存在模擬器件的特性漂移和偏差，全數(shù)字化永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的性要遠遠高于模擬系統(tǒng)。數(shù)字系統(tǒng)的控制邏輯由軟件來實現(xiàn)，增加了系統(tǒng)使用與設(shè)計的靈活性另外數(shù)字系統(tǒng)在速度和精度方面也要優(yōu)于模擬系統(tǒng)。對于永磁同步電動機伺服系統(tǒng)來說，其   難實現(xiàn)數(shù)字化的部分是電流環(huán)，因為電流控制器數(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)字化的過程當中，各種總線也扮演了相當重要的角色。STD總線、工業(yè)PC總線、現(xiàn)場總線以及CAJ總線等在交流調(diào)速系統(tǒng)的自動化應(yīng)用起到了重要作用。總之永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的全數(shù)字化是發(fā)展之必然趨勢。