交流永磁同步点击数字伺服技术

　   伺服技术是现代工业重要的支柱性技术，随着近年来不断的发展，交流伺服在很多
场合逐步取代了以往的直流伺服技术，而三相交流永磁同步电动机
§(PermanentMagnetSynchrONousMotor，简称 PMSM)是交流永磁伺服电动机的一
种，随着永磁体性能的提高和价格的下降，以及由永磁取代绕线式转子中的励磁绕组所
带来的一系列优点如转子无发热问题、控制系统§ 简单、具有较高的运行效率和较高的运

 

行速度等等。在数控机床，机器人等小功率应用场合，已获得了广泛应用。
　　随着现代工业对精密化、高速化、高性能的要求的不断发展，传统的控制器在高要求
的场合已经不能够胜任，在很多要求高实时性，高效率的场合，就必须要用专门的数字
信号处理器(DSP)来代替传统的控制器的部分功能。特别是在控制算法复杂或对算法进行
改进优化的时候，DSP

 

独特的快速计算的能力就明显的体现出来。

　　另外，随着集成电路制造技术的进步和电力电子技术的发展，交流伺服也得到了长
足的发展。集三相逆变器和保护电路、隔离电路、能耗制动电路等功能为一体的智能功率模
块、先进的电力电子器件的出现、使交流伺服控制更方便、功耗更低、开关时间更短、变频范

 

围更宽、性能更优越。这些都使交流伺服相对直流伺服体现出了明显的优越性。
　　系统概述 
　　交流伺服数字化系统的硬件由 DSP 作为信号处理器§，用旋转编码器和电流传感器
提供反馈信号，智能功率模块 IPM 作为逆变器，经传感器出来的信号经过滤波整形等处
理后反馈给 DSP 进行运算，DSP 经过对参考信号和反馈信号的处理运算来调节伺服系统
的电流环，速度环，和位置环的控制，最后输出 PWM 信号经过隔离驱动 IPM 模块§实现
电机的伺服闭环控制。系统的硬件结构如图 1

 

所示。

图 1

 

硬件结构图

　　系统的控制为三环控制方式，位置控制是外环，也是最终目标，速度控制是中环，
电流控制是内环。为了保证动态响应速度和定位时不产生震荡，电流环和速度环均采用
PID 调节，位置调节器§采用 PI 调节。系统的控制框图如图 2  

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