磁路交叉飽和及電感參數(shù)補(bǔ)償?shù)膬?nèi)置式永磁同步電機(jī)解耦控制

1、磁路交叉飽和及電感參數(shù)補(bǔ)償?shù)膬?nèi)置式永磁同步電機(jī)解耦控制磁路交叉飽和及電感參數(shù)補(bǔ)償?shù)膬?nèi)置式永磁同步電機(jī)解耦控制摘要：分析了磁路交義飽和對(duì)內(nèi)置式水融M步電機(jī)(IPMsM)桶速控制系統(tǒng)性能的影響；建立了考慮磁路交叉飽和并對(duì)其電感參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)目刂扑惴ā＠肕ATIAB仿真上具，建立了具有飽和特件的IPMsM模型，及基于空間矢量脈寬調(diào)制(sVPwM)控制方法的考慮飽和補(bǔ)償?shù)那梆伣怦钫{(diào)速控制系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)了恒轉(zhuǎn)矩和恒功率運(yùn)行范圍的系統(tǒng)仿真、仿真結(jié)

2、果表明采用該擰制力法可有效提高調(diào)速系統(tǒng)的跟隨性、魯棒性和精確度。關(guān)鍵詞：解耦控制；交叉飽和；內(nèi)置式永磁同步電機(jī)0引言永磁同步電機(jī)(PermanentMagsvnchm_nousMot，PMsM)具有能量密度高、效率高、可靠性高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其在航空航天、數(shù)控加工、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用[13]。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子側(cè)安裝位置的不同，可將電機(jī)分為表面式PMsM和內(nèi)置式PMsM(InnerPMsM，IPMsM)。IPMs

3、M存在磁阻轉(zhuǎn)矩，提高了恒轉(zhuǎn)矩區(qū)的轉(zhuǎn)矩輸出能力，并且拓寬了恒功率區(qū)的速度運(yùn)行范圍，更符合電動(dòng)汽車使用要求。PMsM是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、非線性的系統(tǒng)，交叉飽和、耦合等多種岡素的影響使電機(jī)的控制性能和精度不理想[5]。本文在對(duì)考慮飽和的電機(jī)參數(shù)和PMsM的數(shù)學(xué)模型分析的基礎(chǔ)上，利用MAATLAB建市了具有飽和特性的電機(jī)模型。采用每安培最大轉(zhuǎn)矩和弱磁控制策略，在調(diào)速控制系統(tǒng)加入跟隨電機(jī)參數(shù)變化的解耦控制模塊，實(shí)現(xiàn)考慮飽和補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化控制，并與沒

4、有飽和補(bǔ)償?shù)目刂葡到y(tǒng)模型進(jìn)行比較。最后，基于MAT—LAB建立系統(tǒng)仿真模型，仿真結(jié)果表明改進(jìn)后的系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)時(shí)間，拓寬了高速區(qū)的范圍，提高了低速區(qū)的輸出轉(zhuǎn)矩。1IPMsM數(shù)學(xué)模型以坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換為基礎(chǔ)的PMsM矢量控制，在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)了類似直流電機(jī)的控制性能。其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的數(shù)學(xué)模型等效方程如下。若電機(jī)繼續(xù)升速，則進(jìn)入到弱磁運(yùn)行區(qū)域。根據(jù)弱磁控制(FIux—weakening)原理，通過增加去磁電流Id，減小直軸磁鏈來維持

5、高速運(yùn)行時(shí)電壓平衡，達(dá)到弱磁擴(kuò)速的目的。弱磁控制可分兩種方式：(1)如圖1所示，電機(jī)在A點(diǎn)時(shí)輸出最大轉(zhuǎn)矩，若升速則以減小轉(zhuǎn)矩為代價(jià)，電流軌跡沿電流圓逆時(shí)針方向向下即為Ac段運(yùn)行軌跡；(2)如果電機(jī)沒有達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩時(shí)(如D點(diǎn))進(jìn)入到弱磁狀態(tài)，則電機(jī)可以恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行到F點(diǎn)，若繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)矩隨之降低，沿Fc段軌跡運(yùn)行。cE段為最大功率弱磁區(qū)域，只有電機(jī)的弱磁ξ=LDigψ1l時(shí)才存在，理論上速度可以達(dá)到無窮大，此時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩為零。3磁路飽和