永磁同步电机原理-直流无刷电机-大庆永磁同步电机

直流伺服电机的优点和缺点
　　优点：速度控制精准，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。
　　缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒（无尘环境不宜）

　　交流伺服电机的优点和缺点
　　优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精度位置控制（取决于编码器精度），额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护（适用于无尘、环境）
　　缺点：控制较复杂，保定永磁同步电机，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。
　　直流伺服电机分为有刷和无刷电机。

　　有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对使用环境有要求，通常用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
　　无刷电机体积小重量轻，出力大响应快，速度高惯量小，力矩稳定转动平滑，控制复杂，永磁同步电机上市公司，智能化，电子换相方式灵活，可以方波或正弦波换相，电机免维护，高效节能，电磁辐射小，温升低寿命长，适用于各种环境。
　　交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，永磁同步电机原理，目前运动控制中一般都用同步电机，其功率范围大，功率可以做到很大，大惯量，高转速低，转速随功率增大而匀速下降，适用于低速平稳运行场合。
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器将反馈信号传给驱动器，对反馈值与目标值进行比较，从而调整转子转动的角度，伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。

永磁同步电机的调速主要通过改变供电电源的频率来实现。目前常用的变频调速方式有转速闭环恒压频比控制（v/f）、转差频率控制、基于磁场定向的矢量控制（Vector Control）以及直接转矩控制（Direct Torque Control）。

1、转速闭环恒压频比控制
转速闭环恒压频比控制是一种常用的变频调速控制方法。该方法是通过控制V/f恒定，使磁通保持不变，并以控制转差频率来控制电机的转矩和转速。这种控制方法低速带载能力不强，须对定子压降实行补偿，因该控制方法只控制了电机的气隙磁通，不能调节转矩，故性能不高。但该方法由于实现简单、稳定可靠，调速方便，所以在一些对动态性能要求不太高的场合，如对通风机、水泵等的控制，仍是首的方法。

2、转差频率控制
转差频率控制的**优点就在于频率控制环节的输入是转差信号，而频率信号是由转差信号与实际转速信号相加后得到的，这样，在转速变化过程中，实际频率随着实际转速同步地上升或者下降。尽管转差频率控制能够在一定程度上控制电机转矩，但它依据的只是稳态模型，并不能真正控制动态过程中的转矩，从而得不到很理想的动态控制性能。

浅析无刷直流电机FOC、方波、正弦波控制！
无刷直流电机是在有刷直流电动机的基础上发展来的，具有无极调速、调速范围广、过载能力强、线性度好、寿命长、体积小、重量轻、出力大等优点，解决了有刷电机存在的一系列问题，广泛应用于工业设备、仪器仪表、家用电器、机器人、等各个领域。由于无刷电机没有电刷进行自动换向，因此需要使用电子换向器进行换向。无刷直流电机驱动器实现的就是这个电子换向器的功能。

主流的无刷直流电机的控制方式
目前主要有三种：FOC（又称为矢量变频、磁场矢量定向控制）、方波控制（也称为梯形波控制、120°控制、6步换向控制）和正弦波控制。那么这3种控制方式都各有什么优缺点呢？

方波控制
方波控制使用霍尔传感器或者无感估算算法获得电机转子的位置，然后根据转子的位置在360°的电气周期内，进行6次换向（每60°换向一次）。每个换向位置电机输出特定方向的力，因此可以说方波控制的位置精度是电气60°。由于在这种方式控制下，电机的相电流波形接近方波，所以称为方波控制。

方波控制方式的优点是控制算法简单、硬件成本较低，使用性能普通的控制器便能获得较高的电机转速；缺点是转矩波动大、存在一定的电流噪声、效率达不到值。方波控制适用于对电机转动性能要求不高的场合。

正弦波控制
正弦波控制方式使用的是SVPWM波，输出的是3相正弦波电压，永磁同步电机型号选用，相应的电流也是正弦波电流。这种方式没有方波控制换向的概念，或者认为一个电气周期内进行了无限多次的换向。显然，正弦波控制相比方波控制，其转矩波动较小，电流谐波少，控制起来感觉比较“细腻”，但是对控制器的性能要求稍**方波控制，而且电机效率不能发挥到值。