江門市-西門子代理商-PLC伺服電機驅動變頻器代理

從電壓類型上分，伺服電機可以分為直流伺服電機與交流伺服電機，交流伺服電機又可以分為同步伺服電機與異步伺服電機。通常情況下，對于功率在30kW以下的應用場合，建議使用同步伺服電機；而對于大功率應用場合，常用異步伺服電機。

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同步電機與異步電機

同步電機結構緊湊，相同功率或尺寸的同步電機扭矩比異步電機大60% ，轉子轉動慣量低，可以滿足高動態特性控制，同時在相同的扭矩輸出條件下冷卻功率較小。另外，在轉子的溫度特性上同步電機也與異步電機有很大區別，例如，當速度在2倍的額定轉速下時，同步電機在轉子上所消耗的功率比異步電機明顯低；而在2倍額定轉速以上的轉速范圍內，在無負載的情況下，同步電機轉子上所產生的熱量要高于異步電機，因此在這個區域同步電機開始弱磁，需要在線圈上加額外的弱磁電流。但是在有負載的情況下，同步電機的溫度要低于異步電機，后者的線圈溫度在有負載的情況下可達250℃。因此可以得出，異步電機有增加弱磁范圍的Zui大轉速優勢，同時輸出功率范圍較大。

在中小容量高精度傳動領域，廣泛采用永磁式同步電機，可用在轉子上加永磁體的方法來產生磁場。根據電機轉子上永磁材料所處位置的不同，永磁同步電機可以分為表貼式永磁同步電機(SPMSM) 與 內置式永磁同步電機（IPMSM） 兩種結構形式。

根據轉子結構不同可以分為，表面式永磁同步電機與磁阻式永磁同步電機

由于永磁材料的固有特性，它經過預先磁化（充磁）以后，不再需要外加能量就能在其周圍空間建立磁場。這既可簡化電機結構，又可節約能量。由于永磁同步電機閉環控制當中需要電機轉子的位置，因此需要在電機軸上安裝機械位置傳感器。機械傳感器的存在，增加了系統的復雜程度和成本，降低了系統魯棒性（又稱穩健性）。永磁同步電機的無速度傳感器控制成為目前研究的一個熱點問題。

永磁同步電機與無刷直流電機

永磁同步電機的轉子磁鋼的幾何形狀不同，使得轉子磁場在空間的分布可分為正弦波和梯形波兩種。因此，當轉子旋轉時，在定子上產生的反電動勢波形也有兩種，一種為正弦波，另一種為梯形波。這樣就造成兩種同步電機在原理、模型及控制方法上有所不同。為了區別由它們組成的永磁同步電機交流調速系統，習慣上又把正弦波永磁同步電機組成的調速系統稱為正弦型永磁同步電機（PMSM）調速系統；而由梯形波（方波）永磁同步電機組成的調速系統，在原理和控制方法上與直流電機系統類似，故稱這種系統為無刷直流電機（BLDCM）調速系統。

某新能源電動汽車初始轉子磁鋼示意圖             4段式斜極V型轉子結構示意圖

4段斜極ZigZag結構轉子磁鋼示意圖         6段斜極ZigZag結構轉子磁鋼示意圖

4段斜槽平行結構轉子磁鋼示意圖

永磁同步電機與無刷直流電機有許多類似之處，例如轉子上均有永磁磁極，定子電樞需要交變電流以產生恒定轉矩。其主要區別是永磁同步電機的反電動勢為正弦波，無刷直流電機的反電動勢為梯形波；為了產生恒定力矩，永磁同步電機需要的定子電流為正弦波對稱電流，無刷直流電機需要的定子電流為方波電流。

由于電磁慣性，無刷直流電機的定子電流實際上為梯形波，而無法產生方波電流，并由集中繞組供電，所以無刷直流電機較永磁同步電機脈動力矩大。在高精度伺服驅動中，永磁同步電機有較大競爭力。在另一方面，永磁同步電機單位電流產生的力矩較無刷直流電機單位電流產生的力矩小。在驅動相同容量的電機時，永磁同步電機所需逆變器容量大并且需要控制電流為正弦波，開關損耗大很多。無刷直流電機定子電流為方波，每相開通1200°，然后關斷600°。每600°有一個開關改變狀態，所以無刷直流電機轉子位置檢測器只需要每隔600°輸出一個脈沖。

永磁同步電機定子電流為正弦波，定子電流瞬時值取決于轉子的瞬時位置，所以必須連續地檢測轉子位置。永磁同步電機的交軸電抗和直軸電抗隨電機磁路飽和等因素而變化，從而影響輸出力矩的磁阻力矩分量。

另外，永磁同步電機對參數的變化較無刷直流電機敏感，但當永磁同步電機工作于電流控制方式時，磁阻轉矩很小，永磁同步電機矢量控制系統對參數變化的敏感性與無刷直流電機基本相同。當電機轉速較高，無刷直流電機反電動勢與直流母線電壓相同時，反電動勢限制了定子電流。而永磁同步電機能夠采用弱磁控制，因此具有較大的調速范圍。