浅谈永磁直线同步电机控制技术的应用

陈炎冰 长沙麓山国际实验学校

浅谈永磁直线同步电机控制技术的应用

陈炎冰 长沙麓山国际实验学校

在当前众多电机种类当中，直线电动机是其中应用最为广泛的电机种类之一，直线电动机是一种直接驱动运动的设备。直线电动机与其它电机相比，它省略了机械转换的结构，这使得它具有长行程、高精度的特点。本文以永磁直线同步电机的结构、工作原理作为分析材料，以此来对永磁直线同步电机控制技术的应用进行探讨。

永磁直线同步电机 控制技术 应用

在工业领域当中，传统的旋转电动机系统中，为了实现被控对象做直线运动，需要经过很多中间环节以及变换环节才能做到，这样使得整个电机系统的精确性以及效率不断下降。而直线电机能够直接控制被控对象做直线运动，减少传统电机的中间变换环节，具有长行程、高精度、高效率的特点。随着对于直线电机的不断研究，出现了永磁直线同步电机这种新型电机，永磁直线同步电机相较于传统的直线电机，具有推力强、效率高、损耗低等特点，不仅可以使被控物连续单项或复短行程直线机械运动，还可以减去在直线运动中所需的转换环节，使得机械的伺服性能有了极大提升。另外，永磁直线同步电机的控制技术对于永磁直线同步电机有重要影响，由于永磁直线同步电机继承直线电机消除机械传动链的特点，使得永磁直线同步电机在电气、电子控制上的难度较大。因此，对于永磁直线同步电机控制技术需要更多人员来进行研究，并对永磁直线同步电机控制技术的应用进行探讨，这样才能使永磁直线同步电机控制技术得到最广泛的应用。

1 永磁直线同步电机工作原理

在直线电动机当中，永磁直线同步电机与其它直线电机相比，具有工作效率较高、体积较小、设备容易操作等优点，这些优点使得永磁直线同步电机逐渐成为了现代超精密机床中最具有代表的技术。永磁直线同步电机在工业生产中，其主要工作原理为：在定子或者是动子上，在一条直线中，不断交替安装正负两级永磁体，并按照相关标准安装含有铁芯的通电绕组。另外，还需要在永磁直线同步电机中动子的三相绕组中，适当的接入三相对正弦电流，保证能够出现气隙磁场，在前面这些工作原理上，永磁直线同步电机与旋转电机工作原理十分相似。但是旋转电机的气隙磁场是旋转的，而永磁直线同步电机的气隙磁场则是直线方向运动，永磁直线同步电机的气隙磁场又被称为行波磁场。

2 永磁直线同步电机控制技术的应用

在电机领域当中，由于永磁直线同步电机与传统的电机结构、工作原理不同，永磁直线同步电机伺服系统的控制也需要随着电机结构改变而又更高标准。在对永磁直线同步电机控制技术进行大量研究以后，永磁直线同步电机控制技术大致可以分为两方面：一是永磁直线同步电机控制技术应用矢量控制、PID控制等由旋转电机控制技术而改进的控制技术；二是结合现代科学技术，研究出适用于永磁直线同步电机的控制技术。在当前永磁直线同步电机控制技术的应用中，为了满足不同工业生产的不同需求，需要将多种永磁直线同步电机控制技术进行融合，从而使永磁直线同步电机能够更高效、稳定的运行。目前永磁直线同步电机控制技术大致可以分为以下四种：

2.1 永磁直线同步电机增益自调控制技术

增益自调控制技术的设计原理是：对于不同变化因素的变化规律进行计算，并按照这些变化规律设计出相对应的控制系统。这种设计理论非常简单，并不需要其它理论来支持，但是这种设计理论仅仅只是在设计理论上可行，在实际生活当中，由于被控对象的变化规律是无法进行准确预算的，永磁直线同步电机的参数可能会受到电机温度、电流、励磁等方面的影响，从而导致被控对象的变化规律被打乱。因此，在实际应用中，这种控制技术很少被应用在永磁直线同步电机实际工作中，需要与其它相关技术进行融合并进行相应调整才能得到应用。

2.2 永磁直线同步电机自动校正控制技术

自动校正控制技术在控制永磁直线同步电机工作时，会带有明显的被控对象参数辨识方框，它能够将被控对象的各种参数转送到自动校正控制系统中，然后由系统对这些参数进行计算，并由此实现对永磁直线同步电机操作的有效控制。

2.3 永磁直线同步电机直线牵引力控制技术

在永磁直线同步电机工作当中，直线牵引力控制技术是最为常用的控制技术，直线牵引力控制技术是在旋转电机直接转矩思想上进行改变，将其应用在永磁直线同步电机控制技术当中。

2.4 永磁直线同步电机模糊控制技术

在永磁直线同步电机控制技术领域中，模糊控制技术取得了一定市场。由于模糊控制技术的实时性好、控制精度高等特点，所以在永磁直线同步电机中模糊控制技术已经存在一定市场。但是模糊控制技术需要工作人员进行大量调试，才能保证高精度的特点，所以在通常情况下，模糊控制技术一般通其它控制技术进行融合，然后再应用到永磁直线同步电机控制技术中。

3 结语

永磁直线同步电机控制技术具有很多优点，无论是在家用电器还是工业生产中，都需要用到永磁直线同步电机控制技术。本文介绍了永磁直线同步电机的工作原理及其控制技术的应用，希望能够推动永磁直线同步电机控制技术的应用得到进一步发展。

[1]方涛.永磁直线同步电机伺服系统控制策略研究[D].安徽工程大学,2015.

[2]杨少东.永磁直线同步电机控制技术的研究[D].浙江大学,2006.[3]吴晓霞.垂直运动永磁直线同步电动机的仿真研究[D].太原理工大学,2007.