（摘  要）  针对电流型逆变器供电的永磁交流伺服电动机的结构，运用级数展开的方法，对永磁交流伺服电动机定子绕组和转子磁体产生的磁场进行谐波分析；然后根据定、转子磁势相互作用产生转矩的基本原理，导出电磁转矩的表达式；指出合理地利用定、转子磁势谐波产生的转矩，能减少伺服电动机的力矩波动，提高其性能和运行精度。

    （叙  词）交流伺服电动机，永磁电机，逆变器，电磁转矩

    随着功率半导体元件的发展和新型永磁材料nd-fe-b的问世，大大降低了驱动系统和电动机本体的成本，使其价格日趋合理，应用范围日益扩大。交流永磁伺服系统不仅兼备直流伺服电动机优异的伺服性能，而且还具有坚固的交流电动机的结构，完全避免了直流伺服驱动维护复杂等缺点，具有很大的发展潜力和广阔前景。

    交流永磁伺服电动机按其激磁方式和供电方式的不同分为两类：一类电机的永磁体激磁磁场为正弦波，定子绕组感应的反电势为正弦波，伺服放大器提供正孩波驱动电流，其力矩分析可按传统方法进行分析。另一类电机的永磁体激磁磁场为方波，定子绕组感应的反电势波形为梯形波，其逆变器提供方波电流，这样矩形电流块呈120度电角度布。此类电机的信号处理并不复杂，我们采用传感器检测转子位置。本文针对后者的具体结构、运用级数展开的方法。对交流伺服电动机的定子绕组和转子永磁体产生的磁场进行谐波分析，然后根据定、转子磁势相互作用产生转矩的基本原理，导出电磁转矩的表达式，指出减少伺服电动机力矩波动的方法。

    图l表示交流永磁伺服驱动系统的基本组成和运行原理图。电动机定子绕组为三相对称绕组，为减少齿槽效应的影响，定子铁心采用斜槽，转子是带有径向磁场的瓦形永磁体，用以产生方波磁场。考虑到价格及性递交器能的因素，选转子永磁材料为钕铁硼( nd-fe-b)，转轴上带有位置传感器，以控制逆变器的选通信号，驱动电机的旋转，永磁交流伺服电动机力矩分析其产生的力矩正比于电流和磁通的乘积。

    为了简便，作如下假设

    a．转子永磁体产生的气隙磁场波形为矩形波；

    b．忽略电枢反应的影响，定子绕组连续分布；

    c．两相导通，电流导通角为120度，六状态；

    d．电机换向为理想换向。

    根据以上假设，设定子两相绕组导通时电流为i，则在导通角内，定子的磁势是不变的，将其展开成富氏级数有

转子磁势展开成富氏级数有

    由(1)、(2)两式可得定、转子磁势各次谐波幅值分别为

    由于逆变器采用桥式供电，故电机一个运行状态为60度电角度，在每个运行状态中，力矩变化均相同，因此只要分析电机在某一状态角范围内的力矩变化即可。假定定、转子磁势之间的夹角为y，在某一运行状态下，定子磁势的空间位置固定不变，（如图2）图2定转子磁场中心线的变化所示）。

 

   其间(2k-i)次谐波在气隙中产生的力矩为