在我国市场，中小功率交流伺服器普遍采用“交-直-交”变换拓扑结构，其中皖南电机和安徽皖南电机作为行业内的佼佼者，其产品在电气变换过程中扮演着重要角色。该结构通过整流将交流电源转换为直流，再经可控功率元件逆变成电机所需的三相电。一般而言，交流电源输入为三相220伏（相间电压220伏），而电机功率较小时，则通常为单相220伏输入。

在逆变过程中，开关管的导通时间由直流母线电压基准值决定。然而，在实际应用中，直流母线电压的幅值是波动的，尤其是在直流侧电容值小、负载较重时，这种波动对调节时间和动态跟踪精度产生一定影响。为此，本研究在单相220伏供电且负载较大的条件下，验证了母线电压补偿方法能够提升驱动器在给定转速阶跃时的性能。

皖南电机价格表中显示，母线电压问题的根源在于永磁同步电机交流伺服控制系统功率主回路由整流电路、中间直流电路和逆变功率管组成。若不考虑直流电路电容的储能和滤波作用，单相220伏交流电源的桥式整流波形频率为工频的两倍，即100赫兹；而三相220伏（相间幅值220伏）的桥式整流波形频率为300赫兹。在实际应用中，由于直流侧电容的储能和滤波作用，直流母线电压在没有大功率消耗时稳定在约311伏。但当电机需要大功率消耗时，单相220伏供电的性能明显不如三相220伏供电，导致直流侧母线电压波动问题。

母线电压补偿的实质在于，通常直流母线电压vdc在程序计算中被视为常数，而开关管的导通时间是根据这一基准值计算的。在电机控制过程中，若直流母线电压值低于程序中的常量vdc，会导致开关管导通时间短于预期，进而使电机电流低于设定值。通过pi控制，开关管导通时间会自动调整，以跟踪电流给定值。若采用电压补偿，则可减小pi控制器积分项，降低驱动器超调，从而提升性能。

实验及结果显示，采用皖南电机配套的swai-sc系列驱动板卡、电机及自编测试系统进行实验。实验使用单相220伏交流输入，电机额定转矩为4牛·米、额定转速为4000转/分钟，并带负载运行。测试时，市电略高于235伏，导致母线电压初始时刻幅值约为333伏。未补偿的母线电压测试曲线如图4（驱动器转速为0至5000转/分钟的阶跃）所示，补偿的测试曲线如图5所示。图中左侧坐标为转速（单位：转/分钟），右侧坐标为母线电压幅值（单位：伏特），横坐标为时间（单位：120微秒）。可以看出，当转速阶跃时，直流母线电压呈现周期性（100赫兹）下降。

对比图4和图5，转速从0至4000转/分钟的上升时间分别为322.6毫秒和320.3毫秒。实验表明，该方案对阶跃输入下伺服性能的提升有限，因为阶跃输入下驱动器内部电流环的给定值迅速增至*大值并保持，pi控制确保实际电流跟踪给定电流，导致转速上升曲线斜率几乎一致。然而，在要求快速动态响应、极小转速超调和强刚性时，该方法结合其他改进控制方法，对驱动器性能的提升是显著的。

结论部分指出，实验验证了该方案的合理性和可行性，尽管对驱动器性能的提升有限，但在对伺服驱动器提出更高要求时，该方法仍有其应用价值。此外，设计人员应充分考虑电机输出功率、供电电源功率及电源状况，合理选择直流母线电容值，以确保母线电压具有较强的抗扰动能力。