交流永磁同步电机介绍及其控
制系统设计
制造业中需要的线形驱动力，传统的方法是用旋转电机加滚珠丝杠的方
式提供。实践证明，在许多高精密、高速度场合，这种驱动已经显露出不足。在
这种情况下直线电机应运而生。直线电机直接产生直线运动，没有中间转换环
节，动力是在气隙磁场中直接产生的，可获得比传统驱动机构高几倍的定位
精度和快速响应速度。
本文是在我系研制的
同步直线电机基础上进行基于矢量变换控
制的驱动系统设计应用。
2. 交流永磁
工作原理
直线电机的工作原理上相当于沿径向展开后的旋转电机。交流永磁同步直
线电机通入三相交流电流后，会在气隙中产生磁场，若不考虑端部效应，磁
场在直线方向呈正弦分布。行波磁场与次级相互作用产生电磁推力，使初级和
次级产生相对运动。图 1 所示为开发设计的交流永磁同步直线电机。
3. 永磁同步直线电机矢量控制原理
由于矢量控制动态响应快，相比较标量控制，在很快的时间内就能达到
稳态运行。经过 30 多年工业实践的考验、改进与提高，目前已经达到成熟阶段
[3]，成为交流伺服电机控制的首选方法。因此，直线电机采用了交流矢量控
制驱动的方法。