“交流電機(jī)”是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械。由于交流電力系統(tǒng)的巨大發(fā)展，交流電機(jī)已成為最常用的電機(jī)。交流電機(jī)與直流電機(jī)相比，由于沒有換向器（見直流電機(jī)的換向），因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量的電機(jī)。交流電機(jī)功率的覆蓋范圍很大，從幾瓦到幾十萬千瓦、甚至上百萬千瓦。20世紀(jì)80年代初，最大的汽輪發(fā)電機(jī)已達(dá)150萬千瓦。

簡(jiǎn)介

實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械。由于交流電力系統(tǒng)的巨大發(fā)展，交流電機(jī)已成為最常用的電機(jī)。交流電機(jī)與直流電機(jī)相比，由于沒有換向器（見直流電機(jī)的換向），因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量的電機(jī)。交流電機(jī)功率的復(fù)蓋范圍很大，從幾瓦到幾十萬千瓦、甚至上百萬千瓦。20世紀(jì)80年代初，最大的汽輪發(fā)電機(jī)已達(dá)150萬千瓦。

交流電機(jī)按其功能通常分為交流發(fā)電機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)和同步調(diào)相機(jī)幾大類。由于電機(jī)工作狀態(tài)的可逆性 - 見電機(jī),同一臺(tái)電機(jī)既可作發(fā)電機(jī)又可作電動(dòng)機(jī)。把電機(jī)分為發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)并不很確切，只是有些電機(jī)主要作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，有些電機(jī)主要作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。

交流電機(jī)按品種分有同步電機(jī)、異步電機(jī)兩大類。同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ns與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同，稱為同步轉(zhuǎn)速。ns與所接交流電的頻率 - f、電機(jī)的磁極對(duì)數(shù) - P之間有嚴(yán)格的關(guān)系ns＝f/P。

在中國，電源頻率為50赫，所以二極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，四極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，余類推。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于或高于其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，異步之名由此而來。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速之差（稱為轉(zhuǎn)差）通常在10％以內(nèi)。

由此可知，交流電機(jī)（不管是同步還是異步）的轉(zhuǎn)速都受電源頻率的制約。因此,交流電機(jī)的調(diào)速比較困難,最好的辦法是改變電源的頻率，而以往要改變電源頻率是比較復(fù)雜的。所以70年代以前，在要求調(diào)速的場(chǎng)合，多用直流電機(jī)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)已開始得到實(shí)用。

交流電機(jī)一般采用三相制，因?yàn)槿嘟涣麟姍C(jī)與單相電機(jī)相比，無論在性能指標(biāo)，原材料利用和價(jià)格等方面均有明顯的優(yōu)越性。同樣功率的三相電機(jī)比單相電機(jī)體積小，重量輕，價(jià)格低。

三相電動(dòng)機(jī)有自起動(dòng)能力。單相電機(jī)沒有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，為解決起動(dòng)問題，需采取一些特殊的措施 - 見單相異步電動(dòng)機(jī)。單相電機(jī)的轉(zhuǎn)矩是脈動(dòng)的，噪聲也比較大，但所需的電源比較簡(jiǎn)單，特別是在家庭中使用十分方便。因此小型家用電機(jī)和儀用電機(jī)多采用單相電機(jī)。

主軸介紹

交流電機(jī)是一個(gè)非常廣義分類，電機(jī)本身的種類就是非常大的，交流電機(jī)本身也可以分低速跟高速，低速的可以叫低速電機(jī)、交流低速電機(jī)，高速的可以叫高速電機(jī)，高速電動(dòng)機(jī)，交流高速電機(jī)，而高速電機(jī)又可以被稱為電主軸，高速電主軸等等。

電主軸是最近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，它與直線電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起，將會(huì)把高速加工推向一個(gè)新時(shí)代。電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置。

轉(zhuǎn)矩控制

幾種比較常見的直接轉(zhuǎn)矩控制策略中，對(duì)于中小容量而言，控制方案重點(diǎn)在于進(jìn)行轉(zhuǎn)矩、磁鏈無差拍控制和提高載波頻率。對(duì)大容量來說，其區(qū)別在于低速時(shí)采用了間接轉(zhuǎn)矩控制，從而達(dá)到低速時(shí)降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的目的。

相對(duì)于直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、對(duì)環(huán)境要求低以及節(jié)能和提高生產(chǎn)力等方面具有足夠的優(yōu)勢(shì)，使得交流調(diào)速已經(jīng)廣泛運(yùn)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國防以及日常生活之中。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、控制理論的高速發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。在高性能的交流調(diào)速領(lǐng)域主要有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制兩種。

1968年Darmstader工科大學(xué)的Hasse博士初步提出了磁場(chǎng)定向控制（FieldOrientation）理論，之后在1971年由西門子公司的F.Blaschke對(duì)此理論進(jìn)行了總結(jié)和實(shí)現(xiàn)，并以專利的形式發(fā)表，逐步完善并形成了各種矢量控制方法。

直接轉(zhuǎn)矩控制提出來將近有20年了，在此基礎(chǔ)上已經(jīng)發(fā)展出來了多種控制策略及其數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方案、磁鏈觀測(cè)以及速度辨識(shí)的方法，本文將對(duì)它們進(jìn)行分類，并作分析和比較。

電機(jī)原理

用單相電容式電機(jī)說明：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)有兩個(gè)繞組，即起動(dòng)繞組和運(yùn)行繞組。兩個(gè)繞組在空間上相差90度。在起動(dòng)繞組上串聯(lián)了一個(gè)容量較大的電容器，當(dāng)運(yùn)行繞組和起動(dòng)繞組通過單相交流電時(shí)，由于電容器作用使起動(dòng)繞組中的電流在時(shí)間上比運(yùn)行繞組的電流超前90度角，先到達(dá)最大值。在時(shí)間和空間上形成兩個(gè)相同的脈沖磁場(chǎng)，使定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，電機(jī)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)互相作用產(chǎn)生電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來。