弱磁控制原理与控制方法个人总结～～

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1、本文只是简单的叙述一下面贴式PMSM弱磁控制内容，而不做较深层次的分析，因为是部分个人的见解，所以难免有错误或者不全面的地方，请大家指正，谢谢！驹QQ：4227413491.弱磁控制的原理与控制方法由于逆变器直流侧电压达到最大值后会引起电流调节器的饱和，为了获得较宽的调速范围，在基速以上高速运行时实现恒功率调速，需要对电动机进行弱磁控制。PMSM弱磁控制的思想源自他励直流电动机的调磁控制，当他励直流电动机端电压达到最大电压时，只能通过降低电动机的励磁电流，改变励磁磁通，在保证电压平衡的条件下，使电动机能恒功率运行于更高的转速。也就是说，他励直流电动机可以通过

2、降低励磁电流达到弱磁扩速的目的。对于PMSM而言，励磁磁动势因永磁体产生而无法调节，只能通过调节定子电流，即增加定子直轴去磁电流分量来维持高速运行时电压的平衡，达到弱磁扩速的目的。1.1.永磁同步电动机矢量控制的电压、电流轨迹分析在弱磁高性能调速时，在不同的工作区域内，由于控制规律的不同，为了获得最优的控制效果，通常会选择不同的电流、电压矢量轨迹轨迹，因此，非常有必要去分析了解此时的电流、电压矢量轨迹。1.1.1.电压极限椭圆受逆变器输出电压的限制，PMSM稳定运行时，电压矢量幅值为：2222u=u+u£u（1-1）sdqlim又知当PMSM稳定运行时，且忽

3、略定子电阻压降的情况下，电压方程可以化简为：ìud=-weLqiqí（1-2）u=-wLi+wyîqeddef将式1-2代入式1-1中可得：222(Li)+(Li+y)=(u/w)（1-3）qqddflim式中u=u/3是定子端相电压，u为直流母线电压。当L¹L时，为一椭圆方程。limdcdcdq而当L=L时，式1-2可化简得圆心在（-y/L，0）半径为u/(Lw)的圆方程：dqfdlim0222i+(i+y/L)=[u/(Lw)]（1-4）qdf0lim0以椭圆方程为例，当电流调节器饱和后，定子端相电压为u＝u，此时转速w下对应slim的运行轨迹为式1-3

4、示dq坐标系下的椭圆，并称其为转速w下的电压极限椭圆。易知在一定转速w下，定子电流只能运行于该椭圆轨迹内。且随着转速w的增大，电压极限椭圆会逐渐缩小。1.1.2.电流极限圆受逆变器输出电流和电机本身额定电流的限制，PMSM稳定运行时，电流矢量幅值为：2222i=i+i£i（1-5）sdqlim由上式可以看出，电流矢量轨迹在dq坐标系下是以原点为圆心的圆，并称该圆为电流极限圆，如图1-1所示。电动机稳定运行时，定子电流矢量既不能超过电压极限椭圆，也PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn不能超出电流极限圆，一定要

5、在电压极限椭圆和电流极限圆内。如w=w时，电流矢量i的0s范围被限制在阴影区域内。iqBA转速增加电流极限圆ω1ω2Aid电压极限椭圆图1-1电压极限椭圆与电流极限圆1.2.永磁同步电动机弱磁控制方法理论分析由式1-1可以看出，当电动机电压达到逆变器输出电压的极限时，即u＝u，如果要slim继续升高转速则只能靠调节i和i来实现，这就是电动机的“弱磁”运行方式。增加直轴dq去磁电流分量i和减小交轴电流分量i，以维持电压平衡，从而得到弱磁效果。但是为确dq保相电流不超过极限值，应保证弱磁控制时增加i的同时必须相应减小i。dq下面以隐极电机（L=L）为例分析PMS

6、M的弱磁控制过程。dq为了解这一过程，先参照图1-2了解什么是最大转矩/电流控制。图1-2恒转矩与最大转矩/电流轨迹易知隐极电机的恒转矩轨迹在i、i平面上为一系列平行于d轴的水平线，其不仅关dq于d轴对称，而且在第二象限为正（运行于电动机状态），在第三象限为负（运行于制动状态）。不论在第二象限还是第三象限，某指令值的恒转矩轨迹上的任一点所对应的定子电流矢量均导致相同值的电动机转矩。这就牵涉到寻求一个幅值最小的定子电流矢量的问题，因为定子电流越小，电动机效率越高，所需逆变器容量也越低。在i、i平面图中，某指令值dqPDF文件使用"pdfFactoryPro"试

7、用版本创建www.fineprint.cn的恒转矩轨迹上距离坐标原点最近的点，即为产生该转矩时所需的最小电流的空间矢量。把产生不同转矩值所需的最小电流点连起来，即形成电动机的最大转矩/电流轨迹。由此易知隐极电机的最大转矩/电流轨迹就是q轴。因此，隐极电机的i=0控制即为最大转矩/电流d比控制。图1-３隐极电机定子电流矢量轨迹（-y/L

8、速w时输出的最大转矩（电压和电流均达到极限值，em1