于励磁磁通的大小是变化的，且不和定子产生的磁场正交，与定子磁场的相位关系和电机的负载有关。

因此，感应电动机的矢量控制比较复杂。

而永磁同步电动机的励磁磁通是由永磁体产生，其大小不变，矢量控制情况下，励磁磁场和电枢电流有着固定的相位关系，因而控制比较简单。

永磁同步电动机与无刷直流电动机相比较，具有控制简单沈阳理工大学学士学位论文成本低检测装置简单等优点。

但基于其原理上的固有缺陷，使存在转矩脉动较大铁心附加损耗大的缺点，从而限制了由构成的伺服系统在高精度高性能要求的伺服驱动场合的应用。

具有比伺服电动机更为优越情况下，每项边谐波都与开关频率的谐波对称。

通过给开关频率抽样，所有边谐波都以直流的形式归结到起。

通过给电流纹边波的零意思点抽样，边谐波归结为零。

这点与个基于中心的系统同步脉冲相符。

转子励磁磁场方向相同，超前轴度电角度为轴，则永磁同步电机的电磁转矩可以写成式中符号见第二章的详细说明。

公式表明，永磁同步电机的电磁转矩包括两的结构针对本文所研究的表面式永磁同步电机以下简称永磁同步电机，其电枢绕组感应的电动势为正弦波，当给电机送入三相对称正弦交流电流时，电机将产生连续的转矩。

在与转子同步旋转的坐标系中，选择轴和表面式面装式永磁同步电机和内永磁同步电机，其转子结构形式见图所示。

本文将研究表面式永磁同步电机所构成的伺服系统。

沈阳理工大学学士学位论文表面永磁同步电机内永磁同步电机图永磁同步电机转子精度快速响应性能好工作电压只受功率开关器件的耐压限制，可以采用较高的电压，容易实现大容量伺服驱动。

永磁同步电机通常可分为正弦波供电永磁同步电机和方波供电无刷直流电机，正弦波供电永磁同步电机又可分为。

图永磁同步电动机伺服系统永磁同步电动机与直流电动机相比，具有无机械换向器和电刷结构简单体积小运行可靠易实现高速运行调速范围宽环境适应能力强易实现正反转切换定子绕组散热容易，不影响传动机上。

由于交流永磁同步电机运行时转矩平稳，故在高精度宽调速范围伺服驱动中，伺服系统执行元件基本选用这种类型电机。

永磁同步电机伺服系统的基本框图如图所示。

其系统是种典型的位置速度电流三环调节系统开拓更为广泛的应用领域，能够实现高速高精度高稳定度快速响应高效节能的运动控制。

交流永磁同步伺服系统的特点交流永磁同步伺服系统由控制系统变频器和电机组成，它与其它交流伺服系统的区别主要表现在电服驱动应用中，交流永磁同步电机所构成的伺服驱动器正在发挥着重要的作用。

沈阳理工大学学士学位论文随着新材料机电体化电力电子计算机控制理论等高新技术的发展，永磁同步电机数字控制的交流伺服系统将会性能，而且不需要机械换向器与电刷，电机和变频器及其控制都比较简单，成本也较低。

另种是交流永磁同步电机控制要复杂些。

这两种形式的伺服系统在数控系统中均有应用，但是在高精度宽调速范围的伺用的关键。

在位置伺服系统领域的永磁无刷同步电机，按电枢绕组所流过的电流波形分为两种工作方式。

种是永磁无刷直流电动机，其绕组中流过方波或梯形波电流，具有与传统直流电机相媲美的优良调速控制性能对零件加工精度以及工件加工效率都有重要的影响。

个多功能的高性能数控系统配置与之相适应的高性能伺服系统，才能使整个数控机床的性能得到充分发挥。

总而言之，研究和开发高性能的伺服系统，是现代伺服传动应系统来完成。

例如用计算机数控系统进给伺服驱动系统和主轴驱动系统组成的数控机床，根据数控系统发出的命令，伺服系统准确而快速地完成每个坐标轴的进给驱动，与主轴驱动配合，实现对工件的高精度加工，驱动系统的步电机引起了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，特别在航空航天数控机床加工中心机器人等场合已获得广泛的应用。

在众多伺服电机应用领域中，各种控制指令由计算机发出后，其动作的实现均由伺服体积小效率高转矩电流比高转动惯量低容易散热及维护保养等优点，尤其随着永磁材料价格的下降材料磁性能的提高，以及新型永磁材料的出现，在中小功率高精度高可靠性宽调速范围的伺服系统中，永磁同系统。

在这三种伺服驱动系统中，其逆变器和控制器的功能几乎完全相同，虽然感应电机矢量控制技术比永磁交流伺服电机的控制复杂些，但由于控制器件价格的不断下降，控制器成本相差不大。

由于永磁同步电机具有结构简单传动替代了电液和直流传动。

在交流伺服传动领域中，伺服系统有三种构成形式，其执行元件是感应电动机无刷直流电动机和三相永磁同步电动机，所构成伺服系统除以上执行元件外还有变频装整流器和逆变器控制也有了长足的进步，交流伺服系统已经逐步取代直流伺服系统。

借助计算机技术现代控制理论的发展，人们有可能做出高精度快速响应的交流伺服驱动系统。

近年来，世界各国在高精度速度和位置控制场合，都把交流电力传也有了长足的进步，交流伺服系统已经逐步取代直流伺服系统。

借助计算机技术现代控制理论的发展，人们有可能做出高精度快速响应的交流伺服驱动系统。

近年来，世界各国在高精度速度和位置控制场合，都把交流电力传动替代了电液和直流传动。

在交流伺服传动领域中，伺服系统有三种构成形式，其执行元件是感应电动机无刷直流电动机和三相永磁同步电动机，所构成伺服系统除以上执行元件外还有变频装整流器和逆变器控制系统。

在这三种伺服驱动系统中，其逆变器和控制器的功能几乎完全相同，虽然感应电机矢量控制技术比永磁交流伺服电机的控制复杂些，但由于控制器件价格的不断下降，控制器成本相差不大。

由于永磁同步电机具有结构简单体积小效率高转矩电流比高转动惯量低容易散热及维护保养等优点，尤其随着永磁材料价格的下降材料磁性能的提高，以及新型永磁材料的出现，在中小功率高精度高可靠性宽调速范围的伺服系统中，永磁同步电机引起了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，特别在航空航天数控机床加工中心机器人等场合已获得广泛的应用。

在众多伺服电机应用领域中，各种控制指令由计算机发出后，其动作的实现均由伺服系统来完成。

例如用计算机数控系统进给伺服驱动系统和主轴驱动系统组成的数控机床，根据数控系统发出的命令，伺服系统准确而快速地完成每个坐标轴的进给驱动，与主轴驱动配合，实现对工件的高精度加工，驱动系统的性能对零件加工精度以及工件加工效率都有重要的影响。

个多功能的高性能数控系统配置与之相适应的高性能伺服系统，才能使整个数控机床的性能得到充分发挥。

总而言之，研究和开发高性能的伺服系统，是现代伺服传动应用的关键。

在位置伺服系统领域的永磁无刷同步电机，按电枢绕组所流过的电流波形分为两种工作方式。

种是永磁无刷直流电动机，其绕组中流过方波或梯形波电流，具有与传统直流电机相媲美的优良调速控制性能，而且不需要机械换向器与电刷，电机和变频器及其控制都比较简单，成本也较低。

另种是交流永磁同步电机控制要复杂些。

这两种形式的伺服系统在数控系统中均有应用，但是在高精度宽调速范围的伺服驱动应用中，交流永磁同步电机所构成的伺服驱动器正在发挥着重要的作用。

沈阳理工大学学士学位论文随着新材料机电体化电力电子计算机控制理论等高新技术的发展，永磁同步电机数字控制的交流伺服系统将会开拓更为广泛的应用领域，能够实现高速高精度高稳定度快速响应高效节能的运动控制。

交流永磁同步伺服系统的特点交流永磁同步伺服系统由控制系统变频器和电机组成，它与其它交流伺服系统的区别主要表现在电机上。

由于交流永磁同步电机运行时转矩平稳，故在高精度宽调速范围伺服驱动中，伺服系统执行元件基本选用这种类型电机。

永磁同步电机伺服系统的基本框图如图所示。

其系统是种典型的位置速度电流三环调节系统。

图永磁同步电动机伺服系统永磁同步电动机与直流电动机相比，具有无机械换向器和电刷结构简单体积小运行可靠易实现高速运行调速范围宽环境适应能力强易实现正反转切换定子绕组散热容易，不影响传动精度快速响应性能好工作电压只受功率开关器件的耐压限制，可以采用较高的电压，容易实现大容量伺服驱动。

永磁同步电机通常可分为正弦波供电永磁同步电机和方波供电无刷直流电机，正弦波供电永磁同步电机又可分为表面式面装式永磁同步电机和内永磁同步电机，其转子结构形式见图所示。

本文将研究表面式永磁同步电机所构成的伺服系统。

沈阳理工大学学士学位论文表面永磁同步电机内永磁同步电机图永磁同步电机转子的结构针对本文所研究的表面式永磁同步电机以下简称永磁同步电机，其电枢绕组感应的电动势为正弦波，当给电机送入三相对称正弦交流电流时，电机将产生连续的转矩。

在与转子同步旋转的坐标系中，选择轴和转子励磁磁场方向相同，超前轴度电角度为轴，则永磁同步电机的电磁转矩可以写成式中符号见第二章的详细说明。

公式表明，永磁同步电机的电磁转矩包括两部分是由永磁体励磁磁场与电机定子电流的交轴分量所产生的电磁转矩，这部分转矩，由于永磁体励磁磁链恒定，该转矩正比于电机定子交轴电流分量。

是磁阻转矩，它与电机凸极系数有关，与电机直轴和交轴电流乘积成正比。

由于本文讨论的同步电机为表面式电机，电机的直轴与交轴电感相等，无凸极效应，自然就不存在磁阻转矩，只有和交轴电流成正比的电磁转矩。

永磁同步电动机与感应电动机相比较，具有特点转子没有损耗，具有更高的效率电机体积较小由永磁材料产生气隙磁通，电机功率因素较高在同样输出功率下，所需整流器和逆变器容量较小电机具有较小的转动惯量，快速响应能力好性价比高低速性能好。

在感应电动机中，转子电流产生磁通对应于励磁磁通的大小是变化的，且不和定子产生的磁场正交，与定子磁场的相位关系和电机的负载有关。

因此，感应电动机的矢量控制比较复杂。

而永磁同步电动机的励磁磁通是由永磁体产生，其大小不变，矢量控制情况下，励磁磁场和电枢电流有着固定的相位关系，因而控制比较简单。

永磁同步电动机与无刷直流电动机相比较，具有控制简单沈阳理工大学学士学位论文