Abstract
近貳參拾年來，交流馬達之磁場導向控制技術研究已相當普遍。 其中永磁馬達由於磁性材料之進步，不僅可以獲得高功率密度而減少馬達之體積及重量，並且因沒有如同感應馬達轉子電流耗損而獲得進一步的效率提升。而內藏式永磁馬達由於其內嵌式磁鐵的機械安裝架構，可以達到更高的轉速，獲得更寬廣的應用範圍。因此本論文之主要目的即在針對內藏式永磁同步馬達之向量控制提出一新型控制策略。基本上，本論文主要貢獻可分下列三點說明之。首先，基於數位控制的取樣及控制的時間比馬達電氣及機械系統時間常數甚為短暫，本論文提出一具有瞬時馬達電磁轉矩響應之新型向量控制法則，不需傳統解耦合電路而仍可以獲得快速的暫態響應。其次，藉由巧妙的整合，本論文提出一全數位化的控制器，一方面可以減少硬體電路的製作及成本，另一方面可以很方便的維護及修改其控制法則。同時還可以免除掉傳統向量控制器所需之馬達端電壓或線電流之諸多感測器。最後並實際製作一硬體電路雛型來驗證本論文所提改良型向量控制器之可行性。 一般永磁馬達依其氣隙磁通分佈或者是反電動勢波形可分為梯形波及弦波兩大類型。一般反電動勢的波形為梯形波的永磁馬達稱為無刷式直流馬達。而另一類型的磁通分佈或是反電動勢的波形為弦波的永磁馬達稱為永磁式同步馬達。而永磁式同步馬達在轉子上使用永久磁石來產生轉子磁場，在定子上繞上三相繞組，因此具散熱容易、運轉省電及可完全密封之優點，配合強力磁石之開發使得永磁交流電機已普遍地使用於風扇、壓縮機、工具機、電動車等工業應用中。因此本論文的伺服控制架構是以內藏式永磁馬達為控制對象。 由於近幾年來超大型積體電路技術的突飛猛進，使得數位信號處理器的運算速度及其附屬週邊變得快速且功能強大，因此全數位馬達驅動器取代傳統的類比驅動器已成為交流馬達驅動器的發展趨勢。