（摘  要）  針對電流型逆變器供電的永磁交流伺服電動機的結構，運用級數展開的方法，對永磁交流伺服電動機定子繞組和轉子磁體產生的磁場進行諧波分析；然后根據定、轉子磁勢相互作用產生轉矩的基本原理，導出電磁轉矩的表達式；指出合理地利用定、轉子磁勢諧波產生的轉矩，能減少伺服電動機的力矩波動，提高其性能和運行精度。

    （敘  詞）交流伺服電動機，永磁電機，逆變器，電磁轉矩

    隨著功率半導體元件的發展和新型永磁材料nd-fe-b的問世，大大降低了驅動系統和電動機本體的成本，使其價格日趨合理，應用范圍日益擴大。交流永磁伺服系統不僅兼備直流伺服電動機優異的伺服性能，而且還具有堅固的交流電動機的結構，完全避免了直流伺服驅動維護復雜等缺點，具有很大的發展潛力和廣闊前景。

    交流永磁伺服電動機按其激磁方式和供電方式的不同分為兩類：一類電機的永磁體激磁磁場為正弦波，定子繞組感應的反電勢為正弦波，伺服放大器提供正孩波驅動電流，其力矩分析可按傳統方法進行分析。另一類電機的永磁體激磁磁場為方波，定子繞組感應的反電勢波形為梯形波，其逆變器提供方波電流，這樣矩形電流塊呈120度電角度布。此類電機的信號處理并不復雜，我們采用傳感器檢測轉子位置。本文針對后者的具體結構、運用級數展開的方法。對交流伺服電動機的定子繞組和轉子永磁體產生的磁場進行諧波分析，然后根據定、轉子磁勢相互作用產生轉矩的基本原理，導出電磁轉矩的表達式，指出減少伺服電動機力矩波動的方法。

    圖l表示交流永磁伺服驅動系統的基本組成和運行原理圖。電動機定子繞組為三相對稱繞組，為減少齒槽效應的影響，定子鐵心采用斜槽，轉子是帶有徑向磁場的瓦形永磁體，用以產生方波磁場。考慮到價格及性遞交器能的因素，選轉子永磁材料為釹鐵硼( nd-fe-b)，轉軸上帶有位置傳感器，以控制逆變器的選通信號，驅動電機的旋轉，永磁交流伺服電動機力矩分析其產生的力矩正比于電流和磁通的乘積。

    為了簡便，作如下假設

    a．轉子永磁體產生的氣隙磁場波形為矩形波；

    b．忽略電樞反應的影響，定子繞組連續分布；

    c．兩相導通，電流導通角為120度，六狀態；

    d．電機換向為理想換向。

    根據以上假設，設定子兩相繞組導通時電流為i，則在導通角內，定子的磁勢是不變的，將其展開成富氏級數有

轉子磁勢展開成富氏級數有

    由(1)、(2)兩式可得定、轉子磁勢各次諧波幅值分別為

    由于逆變器采用橋式供電，故電機一個運行狀態為60度電角度，在每個運行狀態中，力矩變化均相同，因此只要分析電機在某一狀態角范圍內的力矩變化即可。假定定、轉子磁勢之間的夾角為y，在某一運行狀態下，定子磁勢的空間位置固定不變，（如圖2）圖2定轉子磁場中心線的變化所示）。

 

   其間(2k-i)次諧波在氣隙中產生的力矩為