永磁同步電機(jī)弱磁控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)(PMSM)具有體積小、功率密度大、損耗少、效率高等特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人等高速高精度場合。電機(jī)的反電動勢會隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速升高而快速增長，但定子電壓不能無限制地增加，所以電機(jī)升壓調(diào)速范圍受到限制。為了拓寬永磁同步電機(jī)的調(diào)速范圍，可通過弱磁控制來降低磁鏈的大小。由于永磁同步電機(jī)是通過永磁體勵磁的，無法通過改變勵磁電流直接減弱磁場，但可通過調(diào)節(jié)直軸電流來實(shí)現(xiàn)，采用反向增加電機(jī)直軸電流分量來使合成氣隙磁場得到減弱，從

2、而使電壓關(guān)系保持平衡，得到弱磁升速的效果。本文從弱磁控制的角度出發(fā)，對弱磁升速的問題進(jìn)行了研究，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文首先介紹了永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理;對比分析了永磁同步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型;介紹了永磁同步電機(jī)矢量控制的原理，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)敘述了空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)。
　　其次，從表貼式永磁同步電機(jī)d、g軸的電壓穩(wěn)態(tài)方程出發(fā)，對兩種弱磁控制策略進(jìn)行研究。其一，

3、分析了基于梯度校正法弱磁控制策略的電機(jī)運(yùn)行區(qū)域，并給出了各個運(yùn)行區(qū)域的d、q軸電流修正算法。其二，針對梯度校正法算法復(fù)雜的不足，提出了一種新的弱磁控制策略:基于擴(kuò)展最大轉(zhuǎn)矩電流比的弱磁控制策略。該控制策略在保持電機(jī)在全速范圍內(nèi)的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制和有效拓寬電機(jī)調(diào)速范圍的同時，也保持電機(jī)一定的高速帶載能力。通過MATLAB/Simulink仿真軟件對基于擴(kuò)展最大轉(zhuǎn)矩電流比的弱磁控制算法進(jìn)行仿真分析，仿真結(jié)果表明該算法有效提升了電機(jī)的調(diào)速范