PMSM超前角弱磁控制的研究.pdf

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1、《电气自动化}2014年第36卷第6期变流技术ConverterTechniquesPMSM超前角弱磁控制的研究胡路东，朱高剑(商丘供电公司，河南商丘476000)摘要：在整个控制系统中使用了电流、转速和电压的三闭环控制，以电机端电压对变频器直流侧电压的利用率为基础，检测提供给电机的交直轴电压，与给定的电压值相比较组成新的电压控制环，由电压控制环形成电机弱磁的超前角。通过仿真验证了使用的超前角弱磁可以做到在i：0的恒转矩区平滑的过渡到弱磁控制的恒功率区，整个控制切实可行。关键词：永磁同步电机；超前角；弱磁；控制；仿真DOI

2、：10．3969／j·issn．1000-3886．2014．06．007[中图分类号]TM921[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2014)06—0019—02ResearchonAdvanceAngleWeaklyMagneticControlofPMSMHULu．dong．ZHUGao-jian(ShangqiuElectricPowerCompany，ShangqiuHenan476000，China)Abstract：Thewholecontrolsystemadopts3closedloops，n

3、amely，current，rotatingspeedandvoltage．BasedontherateofutilizationofthevoltageontheDCsideofthefrequencyconvenerbythevoltageatthemotorside，theAC—DCaxisvoltageappliedtothemotoriscomparedwithgivenvohagevaluetocomposeanewvoltagecontrolloopwhichwillthenformtheweaklymagn

4、eticadvanceangleofthemotor．Thesimulationverifiesthattheweaklymagneticadvanceangleusedcanenablesmoothtransitionfromtheconstanttorqueareawithid=0toweaklymagneticconstantpowerarea，andthewholecontrolispracticalandfeasible．Keywords：PMSM；advanceangle；weaklymagnetic；cont

5、rol；simulation0引言1(1)=LigJ水磁同步电机(permanentmagnetsynchronousmotor，PMSM)q的结构简单，具有体积较小、重量轻、效率高、功率因数高等优点，电压方程：尤其是当永磁同步电机的极对数较多时，电机的转矩增大，转矩一+警1㈤密度也增大，这也使电机可以在输出力矩大的同时保持较小的体积，这种优势使得永磁同步电机可以应用到很多对电机的质量体+警+毗J积要求较高的场合，例如航空、机器人等。在相同电源供电时，转矩方程：PMSM极对数与转矩正相关，与额定转速反相关，在增加转矩的=P

6、Xi=P(+)×(id+几)同时也牺牲了速度，当需要电机的转速超过额定转速时，弱磁升=P(di一)=P[+(Ld—L)iai](3)速成为永磁同步电机控制的必然选择。本文主要研究永磁同步定义角度卢为电流i和d轴的夹角，则有i=co和i=电机超前角弱磁控制。sin／3，代入到(3)可得：当电机的转速达到基速时，这时逆变器的电压输出达到最大值，有=⋯=P，(其中P为极对数；to，为基速；为定子=P[sinB1(一Lq)sin2,8](4)磁链)；电机的反电动势等于逆变器能承受的最大极限电压，这时转矩方程的前一项为电磁转矩，后一

7、项为磁阻转矩。对于面不能试图通过升压使电动机进行升速。由直流电机在电压受限装式PMSM，Ld与相等，这时有：时可以进行通过减弱磁场来升速的经验，我们可以利用同样的方=P=Psi(5)法提高PMSM的转速。由于PMSM转子是永磁体，不能通过从式(5)可以看出，面装式PMSM可以看成直流电机。减小励磁电流的方法来减弱磁场，但可以采用直轴加去磁分量减运动平衡方程：弱永磁体磁链的方法来实现弱磁升速的目的。1超前角弱磁的原理—=I，+Rn∞，(6)根据永磁同步电机在三相静止坐标系和坐标变换可以得到PMSM稳定运行在高速的状态时，d~

8、／dt=0同时Rid《永磁同步电机在两相旋转的d—q坐标系下的数学模型。J。toLi，Ri《(i+)，则式(2)可改写为：磁链方程：UdtoLqiq(7)L一(+id)g定稿日期：2014—05—02受逆变器容量的限制，定义电机运行时的最大电压和最大电ElectricaIAutomation19《电气自