永磁电机有多种分类方法，根据输入电机接线端的电流种类可分为，永磁直流电机和永磁交流电机。由于永磁交流驱动电机没有电刷、换向器或集电环，因此也可称为永磁无刷电机，根据输入电机接线端的交流波形，永磁无刷电机可分为永磁同步电机和永磁无刷直流电机。输入永磁同步电机的是交流正弦或者近似正弦波，采用连续转子位置反馈信号来控制换向；而输入永磁无刷直流电机的是交流方波，采用离散转子位置反馈信号控制转向

本应用笔记着重于适用于电器的基于PMSM的无传感器FOC 控制， 这是因为该控制技术在电器的电机控制方面有着无可比拟的成本优势。 无传感器 FOC 技术也克服了在某些应用上的限制，即由于电机被淹或其线束放置位置的限制等问题，而无法部署位置或速度传感器。 由于PMSM使用了由转子上的永磁体所产生的恒定转子磁场，因此它尤其适用于电器产品。 此外，其定子磁场是由正弦分布的绕组产生的。 与感应电机相比， PMSM 在其尺寸上具有无可比拟的优势。 由于使用了无刷技术，这种电机的电噪音也比直流电机小。 矢量控制综述 间接矢量控制的过程总结如下： 1. 测量 3 相定子电流。 这些测量可得到 ia 和 ib 的 值 。 可通过以下公式计算出 Ic ： i a + ib + ic = 0。 2. 将 3 相电流变换至 2 轴系统。 该变换将得到变量 i α和iβ，它们是由测得的ia和ib以及计算出的ic值 变换而来。从定子角度来看， iα 和 iβ 是相互正交 的时变电流值。 3. 按照控制环上一次迭代计算出的变换角，来旋转 2 轴系统使之与转子磁通对齐。 iα 和 iβ 变量经过 该变换可得到 Id 和 Iq。 Id 和 Iq 为变换到旋转坐标 系下的正交电流。 在稳态条件下， Id和Iq是常量。 4. 误差信号由 Id、 Iq 的实际值和各自的参考值进行 比较而获得。 • Id 的参考值控制转子磁通 • I q 的参考值控制电机的转矩输出 • 误差信号是到 PI 控制器的输入 • 控制器的输出为 Vd 和 Vq，即要施加到电机 上的电压矢量 5. 估算出新的变换角，其中 vα、 vβ、 iα 和 iβ 是输 入参数。 新的角度可告知 FOC 算法下一个电压 矢量在何处。 6. 通过使用新的角度，可将 PI 控制器的 Vd 和 Vq 输出值逆变到静止参考坐标系。 该计算将产生下 一个正交电压值 vα 和 vβ。 7. v α 和 vβ 值经过逆变换得到 3 相值 va、 vb 和 vc。 该 3 相电压值可用来计算新的 PWM 占空比值， 以生成所期望的电压矢量。 图 6 显示了变换、 PI 迭代、逆变换以及产生 PWM 的整个过程。

图2.6 PMSM空间矢量图和相量图 a)空间矢量图 b)相量图 如果把上式中的有关量表示成空间向量的形式，则 d、q坐标系下永磁同步电动 机的空间向量图如图2.6a )所示。从图中可以看出，定子电流空间矢量与磁链空间矢量 同相，而定子磁链与永磁体产生的磁链的空间电角度为 β，且 cos sin d s q s i i i i β β = = (2.56) 将上式代入式(2.55)的电磁转矩公式中，有 ( ) ( )21sin sin 2 2em md f s d q s f q d q d q T p L i i L L i p i L L i iβ β ψ   = + − = + −     (2.57) 由上式可以看出，永磁同步电动机的输出转矩中含有两个分量，第1项是永磁转矩 mT ，第2项是由转子不对称所造成的磁阻转矩 rT 。对凸极永磁同步电动机，一般 q dL L> ， 因此，为了充分利用转子磁路的不对称所造成的磁阻转矩，应该使电动机的直轴电流 分量为负值。 电机稳态运行时，电磁转矩可表示为

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