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正弦波交流伺服电动机及交流伺服驱动器
正弦波交流伺服系统综合了伺服电动机、角速度和角位移传感器的最新成就，
与采用新型电力电子器件、专用集成电路和专用控制算法正弦波交流伺服电动机及交流伺服驱动器
正弦波交流伺服系统综合了伺服电动机、角速度和角位移传感器的最新成就，
与采用新型电力电子器件、专用集成电路和专用控制算法的交流伺服驱动器相匹
配，组成新型高性能机电一体化产品。使原有的直流伺服系统面临淘汰的危机，
成为当今世界伺服驱动的主流及发展方向。正弦波交流伺服广泛使用于航空、航
天、兵器、船舶、电子及核工业等领域，如自行火炮、卫星姿态控制、雷达驱动、
机载吊舱定位系统、战车火控及火力系统、水下灭雷机器人等。
正弦波交流伺服电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。有刷直流
电动机自十九世纪四十年代出现以来，以其优良的转矩控制特性，在相当长的一
段时间里，一直在运动控制领域占据主导地位。但是，机械接触的电刷——换向
器的制造工艺复杂和成本较高，一直是直流伺服电动机的致使弱点。电刷——换
向器的结构也降低了直流伺服电动机的可靠性，限制了其在很多场合中的应用。
为了取代有刷直流电动机的电刷——换向器结构，人们作出了长期的探索。上世
纪 20 年，Boliger代 提出用整流管代替有刷直流电动机的机械式电刷，从此产生
了无刷直流电动机的基本思想。
与传统的有刷直流电动机相比较，无刷直流电动机的最大特点是以半导体开
关元件代替了由换向器和电刷组成的机械换向机构。由于没有滑动电接触，也就
消除了换向器的机械磨损、换向火花和电磁干扰。其转子采用永磁体励磁，不仅
没有励磁损耗，而且保持了有刷直流电动机优良的调速特性，提高了电机的整体
效率。
20 世纪七十年代以来，随着电力半导体工作的飞速发展，许多新型的全控制
半导体功率器件如 GTR、MOSFET、IGBT 等相继问世，加之新型高磁能积永磁材料如 SmCo、NdFeB 等的陆续出现均为无刷直流电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。
随着电机本体及其相关技术的迅速发展，新型电机不断涌现。“无刷直流电
动机”的概念已由最初“特指”具有特定电子换向的直流电动机发展到“泛指”
一切具备有刷直流电动机外部特性且没有电刷的永磁直流电动机。无刷直流电动
机系统按其绕阻反电势 BEMF 的波形和电流的波形可分为两大类：方波无刷直流电
动机和正弦波无刷直流电动机或正弦波交流伺服电动机。
两种永磁无刷电动机比较而言，方波无刷直流电动机具有控制简单、成本低、
检测装置简单、系统实现起来相对容易等优点。但是方波无刷直流电动机原理上
存在固有缺陷，因电枢中电流和电枢磁势移动的不连续性而存在电磁脉动，而这
种脉动在高速运转时产生噪声，在中低速又是平稳的力矩驱动的主要障碍。转矩
脉动又使得电机速度控制特性恶化，从而限制了由其构成的方波无