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三相正弦波永磁同步伺服系統(tǒng)(SPWM、PM、SM)和無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)的比較
三相永磁同步電動(dòng)機(jī)(PM、SM)是AC伺服系統(tǒng)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)。主要有二大類：
(1) 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)，用裝有永磁體的轉(zhuǎn)子取代有刷直流電動(dòng)機(jī)的定子磁極，將原直流電動(dòng)機(jī)的電樞變?yōu)槎ㄗ?。有刷直流電?dòng)機(jī)是依靠機(jī)械換向器將直流電流轉(zhuǎn)換為近似梯形波的交流電流供給電樞繞組，而無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)是將方波電流(實(shí)際上也是梯形波)直接輸入定子。將有刷直流電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子顛倒一下，并采用永磁轉(zhuǎn)子，就可以省去機(jī)械換向器和電刷，由此得名無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。
上述兩類永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)也可從永磁體轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定子相繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)力波形來(lái)區(qū)分。BLDCM定子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為梯形波，為了產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，要求功率逆變器向BLDCM定子輸入三相對(duì)稱方波電流，而SPWM、PM、SM定子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為近似正弦波，需要向SPWM、PM、SM定子輸入三相對(duì)稱正弦波電流。
綜上所述兩類永磁AC同步伺服電動(dòng)機(jī)的差異歸納如下:表1控制原理相似，給定指令信號(hào)加到AC伺服系統(tǒng)的輸入端，電動(dòng)機(jī)軸上位置反饋信號(hào)與給定位置相比較，根據(jù)比較結(jié)果控制伺服的運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到所要求的位置為止。PM、SM和BLDCM二類伺服系統(tǒng)構(gòu)成的基本思路是一致的。但PM、SM伺服系統(tǒng)要求定子輸入三相正弦波電流，可以獲得更好的平穩(wěn)性，具有更優(yōu)越的低速伺服性能。因而廣泛用于數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人等高性能伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。
5 、結(jié)語(yǔ)(AC伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì))
(1) 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)由DC伺服系統(tǒng)迅速地向AC伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)化，可以預(yù)見在不久的將來(lái)，AC伺服系統(tǒng)將完全取代DC伺服系統(tǒng)。
(2) AC伺服系統(tǒng)向兩個(gè)方向發(fā)展:
一個(gè)方向是簡(jiǎn)易、低成本AC伺服系統(tǒng)，例如簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床，辦公室自動(dòng)化設(shè)備、家用電器計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備以及對(duì)性能要求不高的工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制，它是一個(gè)量大面廣的不可忽視的應(yīng)用領(lǐng)域，勢(shì)將迅速發(fā)展和擴(kuò)大。
另一個(gè)方面是更高性能、全數(shù)字化智能化軟件伺服系統(tǒng)，以滿足高精度、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人特別加工裝備精細(xì)進(jìn)給的需要。它將代表AC伺服系統(tǒng)發(fā)展水平和主導(dǎo)方向，亦將成為AC伺服系統(tǒng)的發(fā)展主流。
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