图 1 三相永磁同步电机的简单结构模型
U、V、W 为定子上的 3 个线圈绕组，3 

 

个线圈绕组的轴线成 120°。电机单相绕

组通电的时候，稳态转矩可以表达为：T=f（i,theta）。其中，i 为绕组中通过
的电流；theta 为电机转子偏离参考点的角度。由于磁饱和效应可以忽略不计，
并且转子结构是圆形，其矩角特性为严格的正弦，
即：T=k *I*sin（theta），k 为转矩常数
若理想的电流源以恒幅值为 I 的三相平衡电流 iU、iV、iW 供给电机绕组，即：
iU=I*sin（wt）
iV=I*sin（wt+2*PI/3）
iW =I*sin（wt+4*PI/3）
则电机各相电流产生的稳态转矩为：
TU=k*I*sin（wt）*sin（theta）
TV=k*I*sin（wt+2*PI/3）*sin（theta+2*PI/3）
TW=k*I*sin（wt+4*PI/3）*sin（theta+4*PI/3）
稳态运行时，theta=wt，则三相绕组产生的合成转矩为：
T=TU+TV+TW=3/2*k*I*sin（PI/2-wt+theta）=3/2*k*I

 

以上分析表明，对于三相永磁同步电机，当三相绕组输入相差 120°的正弦电
流时，由于在内部产生圆形旋转磁场，电机的输出转矩为恒值。因此，将交流
伺服控制原理应用到三相混合式步进电机驱动系统中，输入的 220V 交流，
经整流后变为直流，再经脉宽调制技术变为三路阶梯式正弦波形电流，它们
按固定时序分别流过三路绕组，其每个阶梯对应电机转动一步。