永磁同步电机弱磁控制的控制策略研究.docx

"永磁同步电机弱磁控制的控制策略研究" 本文对永磁同步电机的弱磁控制策略进行了综述，并着重对电压极限椭圆梯度下降法弱磁控制、采用改进的超前角控制弱磁增速、内置式永磁同步电动机弱磁控制方面进行了调查、研究。 永磁同步电机弱磁控制的研究现状 永磁同步电机是数控机床、机器人控制等的主要执行元件，随着稀土永磁材料、永磁电机设计制造技术、电力电子技术、微处理器技术的不断发展和进步，永磁同步电机控制技术成了交流电机控制技术的一个新的发展方向。基于它的优越性，永磁同步电机获得了广泛的研究和应用。 永磁同步电机的弱磁控制是一种关键技术，可以实现高速运行和高效率的运行。但是，弱磁控制也存在一些挑战，如如何避免不可逆退磁的问题。 矢量控制是永磁同步电机控制的一种重要方法。矢量控制系统是通过坐标变换，把交流电机在按照磁链定向的旋转坐标系上等效成直流电机，从而模仿直流电机进行控制，使交流电机的调速性能达到或超过直流电机的性能。 恒压频比控制是一种开环控制，它根据系统的给定，利用空间矢量脉宽调制转化为期望的输出进行控制，使电机以一定的转速运转。但是它依据电机的稳态模型，从而得不到理想的动态控制性能。 直接转矩控制是矢量控制方案的一种变种，针对矢量控制的缺点，德国学者 Depenbrock 于上世纪 80 年代提出了一种具有快速转矩响应特性的控制方案。 弱磁控制是目前 PMSM 的一个研究热点，电动机减弱磁场就可以实现高速运行（转矩也随之减小），因此，直流电机和感应电机都积极地进行弱磁控制，以便扩展最高转速。对于 PMSM 由于转子是永磁体，不能简单通过控制励磁电流实现弱磁控制，可以在抵消永磁体磁通的方向上施加一个励磁性质的电流，实现弱磁控制。 在控制角度上，梁振鸿等人采用过调制技术，根据零电压矢量作用时间判断过调制起始点，用查表法确定调制比，提高逆变器直流母线电压利用率，实现对永磁同步电动机弱磁运行区域的扩展。Slligo Morilnoto 等人采用电流调节器，实现永磁同步电动机的弱磁控制，电流调节器包括前馈解耦环节和电压补偿环节，定子交轴电流由电机角频率给定值与实际值之间的偏差决定，定子直轴电流由每安培最大转矩控制方案决定。 在电机本体角度上，传统结构的永磁同步电动机弱磁效果较差，从结构上看，由于永磁体磁阻率接近于空气，传统结构的永磁同步电动机，其永磁体总是串联在电机的直轴磁路上，等效气隙很大，直轴电抗很小，在正常的电枢电压下，不可能获得很大的直轴电流，因而无法获得满意的弱磁效果。 永磁同步电机弱磁控制的控制策略研究是永磁同步电机控制技术的一个重要方向，需要继续深入研究和探索，以实现高速运行和高效率的运行。