第

卷第

期

2007

年

月

机　　电　　工　　程

M ECHAN ICAL & EL ECTR ICAL EN G INEER IN G MA GA ZINE

Vol. 24 No. 6

Jun. 2007

收稿日期

: 2007 - 01 - 19

基金项目

安徽省教育厅自然科学重点科研项目

( 2005kj006zd)

作者简介

凌有铸

( 1962 - ) ,

男

安徽庐江人

副教授

主要从事电力电子技术及现代电力传动控制方面的研究。

永磁同步电机交流伺服系统检测电路

凌有铸 ,刘丙友

(

安徽工程科技学院安徽省电气传动与控制重点实验室

安徽芜湖

241000)

摘　要 :交流伺服系统检测电路由电流、

电压、

转速及位置检测电路组成。讨论了伺服电机的直流

母线电压、

电机定子相电流及转速与位置信号的检测电路。从检测电路获取的电流、

电压、

转速及

位置信号为系统的控制提供依据 ,从而使系统能够获得好的性能 ,为进一步发展研究提供了依据。
关键词 :交流伺服 ;检测电路 ;永磁同步电机
中图分类号 : TM301. 2　　　　文献标识码 : A

文章编号 :

1001 - 4551 ( 2007) 06 - 0052 - 03

Test c ircu it of AC servo system for PM SM

L ING You

2zhu, L IU B ing2you

(Anhui Provincial Key L aboratory of Electric and Control, Anhui U niversity of Technology and Science, W uhu 241000, China)

Abstract: Test circuit of AC servo system was composed of current test circuit, voltage test circuit, speed and po sition test

circuit. DC vo ltage, phase current in mo to r stato r and the speed and po sition test circuit of servo system were disscussed.

The signal of current, voltage, speed and po sition which were go t by test circuit brought warranty fo r the system to control,

so that this system could get a good control performance. And it takes a foundation fo r developm ent.

Key words: AC servo; test circuit; perm anent m agnet synchrouous motor ( PM SM )

　前　言

目前 ,交流伺服系统在控制领域得到了越来越

广泛的应用。虽然无速度传感器交流伺服系统得到

了一定的发展 ,但是电流、

电压、

转速及位置三环伺

服系统依然是高性能全数字交流伺服系统研究的主

流。因此 ,精确获取 PMSM 的直流母线电压、

电机

定子相电流、

转速与位置信号就成为整个交流伺服

系统的关键 ,获取的信号的精确、

可靠程度直接影响

到系统性能的优劣。电流闭环、

电压闭环、

速度和位

置闭环为交流伺服系统获得良好的控制性能提供了

可能。3个环的输入分别为电动机相电流、

直流母

线电压、

电动机转子位置和速度 ,由传感器获取后构

成检测电路。电动机相电流的检测是为了实现电流

闭环控制和主电路的过流保护 ;直流母线电压的检
测是为了满足电压空间矢量调制的需要 ;而电动机
转子位置和速度的检测是为了实现位置闭环和速度

闭环控制。

本研究介绍伺服电机的直流母线电压、

电机定

子相电流及转速与位置信号的检测电路。

　电流、

电压检测电路

1. 1　定子相电流的采集

在永磁同步电机交流伺服系统中 ,控制器需要

及时、

准确地知道电机定子相电流的实际大小 ,以实

现电流控制和电流保护。电流采样必须实时可靠。
电流检测通常有以下几种方式

[ 1 ]

: ①电阻采样 ;

②采用磁场平衡式霍尔电流检测器 (LEM 模块 ) ;
③采用电流互感器。目前 ,广泛使用的是磁场平衡

式霍尔电流检测器 (LEM 模块 ) 。该 LEM 模块把互
感器、

磁放大器、

霍尔元件和电子线路集成在一起 ,

具有测量、

反馈、

保护 3重功能。它的工作原理是 :

当外电路供给其电流时 ,将产生磁感应强度为

的

磁场 ,垂直穿过霍尔元件 ,同时在信号电压输出端有
霍尔效应电压

二线性输出。LEM 模块使用方便 ,

电流过载能力强 ,且整个传感器已模块化 ,套在被测