做控制的人都知道，任何电机的控制，无非三种不同的控制目标：

位置控制：想让电机转多少度它就转多少度

速度控制：想让电机转多快它就转多快

力矩控制：想让电机出多少力它就出多少力

要控制一个电机，首先对被控对象的了解是必须的。让我们用下面这张动图来帮助理解永磁同步电机是怎样运动起来的。定子三相上通过互差120度的交变电压以后，在定子铁芯上可以看到产生了旋转的磁场（动图中代表磁场方向的红绿颜色逆时针旋转），在这个旋转的磁场作用下，与转子磁场产生力的作用，带动转子旋转。

电机力矩是如何产生的呢？在前文《电机的力矩、转速和功率》，我们分析过力矩与电枢（定子）电流成正比；

那么电流是如何产生的呢？我们可以把电机的每一个绕组想象成一个在磁场中旋转的电阻 电感，如下面的等效电路：

假设电机开环运行，当给定电机定子三相一个互差120度的电压建立起旋转磁场以后，如果这个时候没有负载，宿迁永磁同步电机，电机会飞速的转动起来（空载），直到反电势和给定电压完全相等；此时定子绕组中的电流为仍然为0，可以将定子的旋转磁场假想（虚拟/等效）成一个绕着电机轴心旋转的磁铁，假想出来的这块磁铁的南极与转子磁铁的北极轴线相重合；

当转子上有了负载以后，根据牛顿运动定理，电机的转速必然会有一个减速的过程，永磁同步电机结构，这就意味着上述等效电路中的反电势降低，而在给定电压不变的情况下，剩下的那些电压就会在电阻中产生电流了。在那这一段减速的过程当中还发生了什么事情呢？因为被负载拖拽了一下，转子磁铁的轴心比虚拟出来的定子磁铁轴心要之后一个角度了，这个角度就是我们所谓的“功角”。

关于电机的矢量模型，互联网上可以找到各种各样的图，但这些图要么太抽象，看了半天不知所云，没法和实物对照起来；要么不够，一张图里的内容有限，永磁同步电机参数，对实际工作指导意义不大。

电机设计过程涉及一些基本考虑因素，对于启动器，应用环境的要求，什么时候需要什么扭矩和速度，多久需要一次？什么是工作循环？温度和压力等环境条件是什么？即使是***的电机，如果电机应用错误的领域，其不会发挥大的效率。许多电动机都用于齿轮电动机、齿轮减速器和电动机的组合。齿轮马达以低速提供高扭矩，简言之，齿轮电机在放大扭矩的同时，会吸收电机功率并降低转速，齿轮电机占空比会影响电机的性能额定值，例如连续的占空比。

选择适合工作速度的低摩擦轴承
滚珠或滚柱轴承用于***电机，它们由一个内外圈和一个包含钢或陶瓷辊或球的保持架组成。外圈与定子相连，内圈与转子相连。当轴旋转时，元件也旋转，并且轴旋转的摩擦力小化。它们使用寿命长，维护成本低。高精度应用允许小的气隙。热收缩和热膨胀会影响轴和轴承座的配合以及内部轴承间隙本隙 。功率输出控制轴尺寸和轴承孔。载荷大小和方向决定轴承尺寸和类型。考虑额外的力，如引起磁力拉力的不对称气隙、失衡力、齿轮的节距误差和推力载荷。对于轴承载荷计算，将轴视为支撑在刚性无力矩支架上的梁。滚珠轴承比滚子轴承更适合高速应用。高速因素包括保持架设计、润滑剂、运行精度、间隙、共振频率和平衡。

轴承需要小的负载，因此滚动元件旋转形成润滑膜而不是滑动，这会提高工作温度并降解润滑油。允许小载荷等于滚珠轴承动态径向载荷额定值的0.01倍。当轴承接近推荐额定值的70%时，这一点尤为重要。了解环境温度范围和正常工作温度范围将有助于确定轴承有效的润滑方法：润滑油或润滑脂，一般情况下考虑的齿轮电机的正常工作温度范围为-25至40°C。合成润滑脂在各种温度范围内具有良好的性能，润滑脂可以简化维护、清洁、减少泄漏和污染保护。

交流伺服永磁电动机和无刷直流永磁电动机现在越来越多地用变频电源和交流电动机组成交流调速系统来替代直流电动机调速系统。在交流电动机中，爪极式永磁同步电机，永磁同步电机的转速在稳定运行时与电源频率保持恒定的关系，使得它可直接用于开环的变频调速系统。这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不设置起动绕组，而且省去了电刷和换向器，维护方便。

变频器供电的永磁同步电动机加上转子位置闭环控制系统构成自同步永磁电动机，既具有电励磁直流电动机的优异调速性能，又实现了无刷化，主要应用于高控制精度和高可靠性的场合，如航空、航天、数控机床、加工中心、机器人、电动汽车、计算机外围设备等。

现已研制成宽调速范围、高恒功率调速比的钕铁硼永磁同步电动机和驱动系统，调速比高达1：22 500，极限转速达到9 000 r/min。永磁同步电动机***、小振动、低噪声、高转矩密度的特点在电动车、机床等驱动装置中是理想的电动机。

随着人民生活水平的不断提高，对家用电器的要求越来越高。例如家用空调器，既是耗电大件，又是噪声的主要来源，其发展趋势是使用能无级调速的永磁无刷直流电动机。它既能根据室温的变化，自动调整到适宜的转速下长时间运转，减少噪声和振动，使人的感觉更为舒适，还比不调速的空调器节电1/3。其他如电冰箱、洗衣机、除尘器、风扇等也在逐步改用无刷直流电动机。

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