在国内,目前工控领域广泛用到的伺服系统(包括伺服电机和伺服驱动器)有整套购买国外某一个厂商的,也有自己开发电机,然后购买国外的伺服驱动器来配置伺服系统。前一种情况伺服电机与驱动器之间的整合程度是比较高,而后一种情况伺服电机的设计容易忽视与之配套的伺服驱动器的控制策略以及伺服驱动器的输出电压,输出电流特点,很容易造成所设计的伺服电机不能充分发挥其性能以及材料的不合理利用。本文讨论了作为伺服电机用的永磁同步电动机在整合伺服驱动器控制方式和输出电压、电流特性下的设计过程。 本文首先简要介绍了永磁同步电动机作为伺服电机较其他类型的电机的优势,接着以永磁同步电动机作为伺服电机,对给定指标要求的永磁同步电动机,在永磁体分别采用表面安装和内置两种转子磁路结构时进行了场路结合的设计与分析,分析了在磁场定向控制方式下两种转子磁路结构的永磁同步电动机的工作特性、转矩脉动等。得出了永磁体表面安装转子磁路结构的永磁同步电动机作为伺服电机时更适合磁场定向控制运行的结论。 此外,从已经成功设计了的永磁同步电动机出发,整合所设计的永磁同步电动机将要采用的驱动器其控制方式,并在一些有依据的假设前提下确定了电机的能量包函数(包括功率、转速等一些额定指标)与一些主要尺寸函数表达式。初步得出了一种行之有效的、快速确定使用同一套定转子冲片伺服电机尺寸的方法。 最后试制了样机以及其在伺服驱动器下进行了实验,并比较分析了实验和理论分析的结果。