淺談永磁直線同步電機控制技術的應用

陳炎冰 長沙麓山國際實驗學校

淺談永磁直線同步電機控制技術的應用

陳炎冰 長沙麓山國際實驗學校

在當前眾多電機種類當中，直線電動機是其中應用最為廣泛的電機種類之一，直線電動機是一種直接驅動運動的設備。直線電動機與其它電機相比，它省略了機械轉換的結構，這使得它具有長行程、高精度的特點。本文以永磁直線同步電機的結構、工作原理作為分析材料，以此來對永磁直線同步電機控制技術的應用進行探討。

永磁直線同步電機 控制技術 應用

在工業領域當中，傳統的旋轉電動機系統中，為了實現被控對象做直線運動，需要經過很多中間環節以及變換環節才能做到，這樣使得整個電機系統的精確性以及效率不斷下降。而直線電機能夠直接控制被控對象做直線運動，減少傳統電機的中間變換環節，具有長行程、高精度、高效率的特點。隨著對于直線電機的不斷研究，出現了永磁直線同步電機這種新型電機，永磁直線同步電機相較于傳統的直線電機，具有推力強、效率高、損耗低等特點，不僅可以使被控物連續單項或復短行程直線機械運動，還可以減去在直線運動中所需的轉換環節，使得機械的伺服性能有了極大提升。另外，永磁直線同步電機的控制技術對于永磁直線同步電機有重要影響，由于永磁直線同步電機繼承直線電機消除機械傳動鏈的特點，使得永磁直線同步電機在電氣、電子控制上的難度較大。因此，對于永磁直線同步電機控制技術需要更多人員來進行研究，并對永磁直線同步電機控制技術的應用進行探討，這樣才能使永磁直線同步電機控制技術得到最廣泛的應用。

1 永磁直線同步電機工作原理

在直線電動機當中，永磁直線同步電機與其它直線電機相比，具有工作效率較高、體積較小、設備容易操作等優點，這些優點使得永磁直線同步電機逐漸成為了現代超精密機床中最具有代表的技術。永磁直線同步電機在工業生產中，其主要工作原理為：在定子或者是動子上，在一條直線中，不斷交替安裝正負兩級永磁體，并按照相關標準安裝含有鐵芯的通電繞組。另外，還需要在永磁直線同步電機中動子的三相繞組中，適當的接入三相對正弦電流，保證能夠出現氣隙磁場，在前面這些工作原理上，永磁直線同步電機與旋轉電機工作原理十分相似。但是旋轉電機的氣隙磁場是旋轉的，而永磁直線同步電機的氣隙磁場則是直線方向運動，永磁直線同步電機的氣隙磁場又被稱為行波磁場。

2 永磁直線同步電機控制技術的應用

在電機領域當中，由于永磁直線同步電機與傳統的電機結構、工作原理不同，永磁直線同步電機伺服系統的控制也需要隨著電機結構改變而又更高標準。在對永磁直線同步電機控制技術進行大量研究以后，永磁直線同步電機控制技術大致可以分為兩方面：一是永磁直線同步電機控制技術應用矢量控制、PID控制等由旋轉電機控制技術而改進的控制技術；二是結合現代科學技術，研究出適用于永磁直線同步電機的控制技術。在當前永磁直線同步電機控制技術的應用中，為了滿足不同工業生產的不同需求，需要將多種永磁直線同步電機控制技術進行融合，從而使永磁直線同步電機能夠更高效、穩定的運行。目前永磁直線同步電機控制技術大致可以分為以下四種：

2.1 永磁直線同步電機增益自調控制技術

增益自調控制技術的設計原理是：對于不同變化因素的變化規律進行計算，并按照這些變化規律設計出相對應的控制系統。這種設計理論非常簡單，并不需要其它理論來支持，但是這種設計理論僅僅只是在設計理論上可行，在實際生活當中，由于被控對象的變化規律是無法進行準確預算的，永磁直線同步電機的參數可能會受到電機溫度、電流、勵磁等方面的影響，從而導致被控對象的變化規律被打亂。因此，在實際應用中，這種控制技術很少被應用在永磁直線同步電機實際工作中，需要與其它相關技術進行融合并進行相應調整才能得到應用。

2.2 永磁直線同步電機自動校正控制技術

自動校正控制技術在控制永磁直線同步電機工作時，會帶有明顯的被控對象參數辨識方框，它能夠將被控對象的各種參數轉送到自動校正控制系統中，然后由系統對這些參數進行計算，并由此實現對永磁直線同步電機操作的有效控制。

2.3 永磁直線同步電機直線牽引力控制技術

在永磁直線同步電機工作當中，直線牽引力控制技術是最為常用的控制技術，直線牽引力控制技術是在旋轉電機直接轉矩思想上進行改變，將其應用在永磁直線同步電機控制技術當中。

2.4 永磁直線同步電機模糊控制技術

在永磁直線同步電機控制技術領域中，模糊控制技術取得了一定市場。由于模糊控制技術的實時性好、控制精度高等特點，所以在永磁直線同步電機中模糊控制技術已經存在一定市場。但是模糊控制技術需要工作人員進行大量調試，才能保證高精度的特點，所以在通常情況下，模糊控制技術一般通其它控制技術進行融合，然后再應用到永磁直線同步電機控制技術中。

3 結語

永磁直線同步電機控制技術具有很多優點，無論是在家用電器還是工業生產中，都需要用到永磁直線同步電機控制技術。本文介紹了永磁直線同步電機的工作原理及其控制技術的應用，希望能夠推動永磁直線同步電機控制技術的應用得到進一步發展。

[1]方濤.永磁直線同步電機伺服系統控制策略研究[D].安徽工程大學,2015.

[2]楊少東.永磁直線同步電機控制技術的研究[D].浙江大學,2006.[3]吳曉霞.垂直運動永磁直線同步電動機的仿真研究[D].太原理工大學,2007.