江门市-西门子代理商-PLC伺服电机驱动变频器代理

从电压类型上分，伺服电机可以分为直流伺服电机与交流伺服电机，交流伺服电机又可以分为同步伺服电机与异步伺服电机。通常情况下，对于功率在30kW以下的应用场合，建议使用同步伺服电机；而对于大功率应用场合，常用异步伺服电机。

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同步电机与异步电机

同步电机结构紧凑，相同功率或尺寸的同步电机扭矩比异步电机大60% ，转子转动惯量低，可以满足高动态特性控制，同时在相同的扭矩输出条件下冷却功率较小。另外，在转子的温度特性上同步电机也与异步电机有很大区别，例如，当速度在2倍的额定转速下时，同步电机在转子上所消耗的功率比异步电机明显低；而在2倍额定转速以上的转速范围内，在无负载的情况下，同步电机转子上所产生的热量要高于异步电机，因此在这个区域同步电机开始弱磁，需要在线圈上加额外的弱磁电流。但是在有负载的情况下，同步电机的温度要低于异步电机，后者的线圈温度在有负载的情况下可达250℃。因此可以得出，异步电机有增加弱磁范围的Zui大转速优势，同时输出功率范围较大。

在中小容量高精度传动领域，广泛采用永磁式同步电机，可用在转子上加永磁体的方法来产生磁场。根据电机转子上永磁材料所处位置的不同，永磁同步电机可以分为表贴式永磁同步电机(SPMSM) 与 内置式永磁同步电机（IPMSM） 两种结构形式。

根据转子结构不同可以分为，表面式永磁同步电机与磁阻式永磁同步电机

由于永磁材料的固有特性，它经过预先磁化（充磁）以后，不再需要外加能量就能在其周围空间建立磁场。这既可简化电机结构，又可节约能量。由于永磁同步电机闭环控制当中需要电机转子的位置，因此需要在电机轴上安装机械位置传感器。机械传感器的存在，增加了系统的复杂程度和成本，降低了系统鲁棒性（又称稳健性）。永磁同步电机的无速度传感器控制成为目前研究的一个热点问题。

永磁同步电机与无刷直流电机

永磁同步电机的转子磁钢的几何形状不同，使得转子磁场在空间的分布可分为正弦波和梯形波两种。因此，当转子旋转时，在定子上产生的反电动势波形也有两种，一种为正弦波，另一种为梯形波。这样就造成两种同步电机在原理、模型及控制方法上有所不同。为了区别由它们组成的永磁同步电机交流调速系统，习惯上又把正弦波永磁同步电机组成的调速系统称为正弦型永磁同步电机（PMSM）调速系统；而由梯形波（方波）永磁同步电机组成的调速系统，在原理和控制方法上与直流电机系统类似，故称这种系统为无刷直流电机（BLDCM）调速系统。

某新能源电动汽车初始转子磁钢示意图             4段式斜极V型转子结构示意图

4段斜极ZigZag结构转子磁钢示意图         6段斜极ZigZag结构转子磁钢示意图

4段斜槽平行结构转子磁钢示意图

永磁同步电机与无刷直流电机有许多类似之处，例如转子上均有永磁磁极，定子电枢需要交变电流以产生恒定转矩。其主要区别是永磁同步电机的反电动势为正弦波，无刷直流电机的反电动势为梯形波；为了产生恒定力矩，永磁同步电机需要的定子电流为正弦波对称电流，无刷直流电机需要的定子电流为方波电流。

由于电磁惯性，无刷直流电机的定子电流实际上为梯形波，而无法产生方波电流，并由集中绕组供电，所以无刷直流电机较永磁同步电机脉动力矩大。在高精度伺服驱动中，永磁同步电机有较大竞争力。在另一方面，永磁同步电机单位电流产生的力矩较无刷直流电机单位电流产生的力矩小。在驱动相同容量的电机时，永磁同步电机所需逆变器容量大并且需要控制电流为正弦波，开关损耗大很多。无刷直流电机定子电流为方波，每相开通1200°，然后关断600°。每600°有一个开关改变状态，所以无刷直流电机转子位置检测器只需要每隔600°输出一个脉冲。

永磁同步电机定子电流为正弦波，定子电流瞬时值取决于转子的瞬时位置，所以必须连续地检测转子位置。永磁同步电机的交轴电抗和直轴电抗随电机磁路饱和等因素而变化，从而影响输出力矩的磁阻力矩分量。

另外，永磁同步电机对参数的变化较无刷直流电机敏感，但当永磁同步电机工作于电流控制方式时，磁阻转矩很小，永磁同步电机矢量控制系统对参数变化的敏感性与无刷直流电机基本相同。当电机转速较高，无刷直流电机反电动势与直流母线电压相同时，反电动势限制了定子电流。而永磁同步电机能够采用弱磁控制，因此具有较大的调速范围。