随着国内交流伺服用电机及驱动器等硬件技术逐步成熟,以软形式存在于控制芯片中的伺服控制技术成为制约我国高性能交流伺服技术及产品发展的瓶颈。研究具有自主知识产权的高性能交流伺服控制技术,尤其是最具应用前景的永磁同步电动机伺服控制技术,具有重要的理论意义和实用价值。
永磁同步电动机伺服系统基本结构
永磁同步电机伺服系统主要由伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应反馈检测器件组成。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。全数字化的永磁同步电机伺服控制系统集先进控制技术和控制策略为一体,使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域,同时智能化、柔性化也已经成为了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。
PWM调制技术及死区补偿技术发展现状
PWM调制多采用异步调制方式,分滞环调制、正弦波调制、空间矢量调制(SVPWM)等。TI公司的ZhenyuYu等人分析了各种PWM调制方式基于DSP的数字实现技术。滞环调制实现简单,但波形谐波大,性能较差。正弦PWM调制的信号波为正弦波,其脉冲宽度是由正弦波和三角载波相交而成,为自然采样,数字实现中变化出多种规则采样方法。有的文献中根据电机特点,在正弦波中叠加高次谐波,以抑制某些次谐波,达到优化电流波形的目的。80年代Broeck博士提出了一种新的脉宽调制方法——空间矢量PWM调制,将空间矢量引入到脉宽调制中。它具有线性范围宽,高次谐波少,易于数字实现等优点,在新型的驱动器中得到了普遍应用。三相交流电机空间矢量脉宽调制的原理,探讨了采用空间矢量脉宽调制三相桥式电压型逆变器的电压输出能力。将SVPWM和基于载波的SPWM进行了比较分析,指出了SVPWM和叠加了三次谐波的SPWM之间的联系。零序矢量放置的不同可以导致不同的SVPWM调制方式,每个PWM周期只插入一个零序矢量可减少1/3的开关次数,即可实现最小开关损耗SVPWM调制。


