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電機控制 - 磁性同步電機 （PMSM）

　　磁性同步電機 （PMSM） 可以看做 AC 感應電機和無刷直流電機 （BLDC） 的交叉產品。它們具有與 BLDC 電機相似的轉子結構，其中包含磁性。但是，它們的定子結構類似于 ACIM“表親”的定子結構，其中繞線的構建方式可在機器氣隙中形成正弦磁通密度。因此，使用正弦波形驅動時運行最佳。但不同于 ACIM “親緣產品”，PMSM 電機在使用開環標量 V/Hz 控制時運行較差，因為瞬態條件下沒有提供機械阻尼的轉子線圈。場定向控制是 PMSM 最常使用的控制技術。因此，扭矩紋波可以極低，這與 ACIM 不分伯仲。但是，較之 ACIM，同等大小的 PMSM 電機可提供更高的功率密度。這是因為對于感應電機，部分定子電流需要“感應”轉子電流來產生轉子磁通。這些附加電流會在電機內部產生熱量。但在 PMSM 中，轉子磁通已通過轉子上的磁性建立。

　　多數 PMSM 利用轉子表面安裝的磁性。這使得電機呈現“圓”磁場，而電機扭矩是轉子磁性和定子電磁之間反作用力的結果。這樣，將典型 FOC 應用的直軸電流調節為 0，可使最佳扭矩角為 90 度。但部分 PMSM 的磁性埋在轉子結構內。這些電機被稱為“內藏式磁性電機”或 IPM 電機。因此，特定空間角度的徑向磁通較其它角度更集中。這便產生了名為“磁阻扭矩”的附加扭矩分量，它是由集中和非集中磁通路徑的電機電感變化引起的。這使得最佳 FOC 扭矩角大于 90 度，需要將直軸電流調節為交軸電流固定的負比率。該負直軸電流也會導致磁場變弱，從而降低直軸的磁通密度，反過來減少部分磁芯損耗。因此，IPM 電機對于給定幀大小可提供更高的電源輸出。這些電機逐漸成為混合電動汽車、電器和 HVAC 變速應用的牽引電機。

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