同步电动机变频调速技术应用前景展望
[摘 要]一直以来，同步电动机是不能调速的，但变频技术的出现，刷新了调速系统的历史纪录。目前，同步电动机已成为异步电动机调速的强大竞争者，可以精准灵活的进行调速，在机器人、数控机床以及其他伺服系统领域内，也是精密电气伺服控制的优选方案之一。
[关键词]同步电动机 异步电机 变频调速 控制系统
[中图分类号] G640 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）09-0127-02
一、同步电动机的类型及应用
同步电动机可以被划分为直流励磁与永磁两大类。其中永磁同步电动机又被进一步划分为正弦波永磁和梯形波永磁两大类。直流励磁同步电动机适用于功率较大的场合，有着很高的经济和性能指标；永磁同步电动机则适用于中小功率范围场合，其控制较简单，且性能更优越。在原理上，变磁阻电动机主要有开关磁阻电动机和步进电动机两种，更近似于凸极同步电动机。开关磁阻电动机因结构简单和价格潜力优势成为当前大众关注热点。
二、交流电动机变频调速技术回顾
通过长期的理论研究和实践总结出了多种的控制理论和方法。交流异步电动机在动态数学模型中是个难以控制的复杂对象，具有多变量、非线性及强耦合等特征。在动态性能方面，对瞬时转矩的控制是关键，但其控制难度大大难于直流电机。如泵类、风机、传送带及一般生产线等对动态性能要求不严格的简单调速，可采用标量控制法，即在恒压频比控制基础之上，只需要掌控调整电压、频率及电流的高低大小，无需掌控相位。这种标量控制方法既能实现速度闭环，也能实现速度开环。转差频率控制在速度闭环时能够持有较高的静态与动态性能，但相对于直流电动机差距仍较大。可见恒压频比控制被视为通用变频器的基本工作模式主要基于其技术更高级、更简易利于实用等优点。
在交流电动机动态数学模型中，其矢量控制通过变换坐标把直流和交流两种电动机可以当做同种来看待，其定子电流被分解成转矩和励磁两种分量，再分别对电动机的转矩和磁场模拟自然解耦的直流他励电动机的控制方法进行解耦控制，进而获取同直流调速系统相当的动态性能。这一过程中系统的动态性能提高，瞬时转矩能够持续平稳调整转换，进而调速空间增大。但在工作运行中电机的参数不断转变，系统具有较差的鲁棒性，尤其是转子电阻的变化，导致转子磁链的观察测量、运算以及定向难以精确；此外复杂的系统实施，也使实际控制效果往往与理论分析不符。
三、同步电动机变频调速...
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