本文摘要： 永磁同步电机的种类繁多，按照定子绕组感应电动势的波形的不同，可以分为正弦波永磁同步电机(PMSM)和梯形波永磁同步电机。机床设备组成...

 
三、旋转式编码器

    由自控式正弦波PMSM构成的伺服系统，需要实时检测电机转子的位置及转速，本系统是通过旋转编码器来获取相关的信息。根据编码器的工作原理不同可分为磁性编码器和光学编码器，而根据编码器的输出信号的不同又分为增量式(incremental)和绝对式(absolute)编码器两种。绝对式编码器可以直接测得转子的绝对位置，每次为检测到转子的位置提供一个唯一无二的编码数字值。绝对式型编码器(旋转型)码盘上有很多道光通道刻线，每道刻线依次以2线、4线、8线、16线??编排，在编码器的每一个位置，通过读取每道刻线的通、暗，获得一组从2的零次方到2的n-1次方的独一的2进制编码，这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由光电码盘的机械位置决定的，它不受停电、干扰的影响。
 
    增量式编码器每次只能返回转子的相对位置。增量型只能测角位移(间接为角速度)增量，以前一个时刻为基点。光电式增量式编码器(旋转型)由一个中央有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D，每个正弦波相差90度相位差(相对于一个周波为360度)，将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强不乱信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。因为A、B两相脉冲信号相差90度，可通过比较A相在前仍是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。编码器以每旋转360度提供多少的通或暗刻线称为分辨率，也称解析分度、或直接称多少线，一般在每转分度5～10000线。
 
    光学增量式编码器和磁性增量式编码器，输出信号信息基本上一样的。光学编码器的主要长处是对湿润气体和污染敏感，但可靠性差，而磁性编码器不易受尘埃和结露影响，同时其结构简朴紧凑，可高速运转，响应速度快(达500～700kHz)，体积比光学式编码器小，而本钱更低。本系统采用的是旋转式增量磁性编码器，其适应环境能力强，响应速度快，非常合用于在高速旋转运动中检测电念头的速度和位置。
 
四、电机的数学模型

    正弦波PMSM定子与普通的电励磁的三相同步电机是基本一样的，并且反电动势也是正弦波，那么其数学模型和电励磁的三相同步电机也是一样的。在定子通三相绕组瞬时电流。三相定子绕组流过平衡电流分别为ia，ib，ic，在空间上互差120。
 
    1、电机铁磁部门的磁路为线性，不计饱和，剩磁，磁滞和涡流的影响；
 
    2、定子三相绕组对称且为集中式绕组；
 
    3、忽略电枢反应对气隙磁场的影响；
 
    根据三相绕组的感应电动势方程2—5可得出，每相绕组的感应电动势ea、％、巳是时变的，同样三相对称电流都也是时变的，所以系统的输出转矩时变并且各个参数耦合紧密，使整个系统的转矩控制复杂实现难题。
 
    交流电机的矢量控制理论提出，是电机控制理论的第一次质的奔腾，使得交流电机的控制跟直流电机控制一样简朴，并且能获得较好的动态机能。矢量控制基本思惟是：在转子磁场定向坐标上，将电流矢量分解成产生磁通的励磁电流分量和产生转矩的转矩电流分量，并使两个分量相互垂直和独立，这样就可以分开调节，实现了交流电机控制的解耦【30I，此旋转坐标系也称为d-q坐标系，d轴固定在转子磁势轴线上，q轴位于d轴逆时针方向旋转90。的电角度上。