永磁同步电机磁场定向变频调速技术研究

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1、2010年10月机床与液压0ct．2010第38卷第20期MACHINETOOL&HYDRAULICSV01．38No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．20．036永磁同步电机磁场定向变频调速技术的研究刘学鹏一，赵冬梅(1．中山职业技术学院，广东中山528404；2．华南理工大学，广东广州510641)摘要：介绍永磁同步电机磁场定向变频技术。针对在实际应用中出现的大转矩、大范围转速的要求，根据实际电压电流约束的条件推导出最大转矩电流比值控制的理论方程和弱磁

2、控制的理论方程；根据实际大转速引起的参数不稳现象，采用基于全频率段的可调参数方法。实验结果表明：该调速技术调频范围广(15～90Hz)，使空调系统稳定性好。关键词：磁场定向；永磁同步电机；变频调速；最大转矩控制；弱磁控制；全频段调节中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—3881(2010)20—106—3StudyonPMSMFieldOrientedInventorRegulatingSpeedTechnologyLIUXuepeng，ZHAODongmei(1．Zhon

3、gshanPolytechnic，ZhongshanGuangdong528404，China；2．SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510641，China)Abstract：Thefieldorientedtechnologyofpermanentmagnetsynchronousmotorwasintroduced．Aimingatlargetorqueandwide—rangespeedinpractice，themax

4、imumtorqueversuscurl"enttechnologyandfieldweakeningtechnologywereinducedwiththecon—straintofeurrenIandvoltage．AccordingtothephenomenaofunstablesystemparametersinlaI葛espeedapplicationenviromnent，themethodthatthecontrolparameterswereadjustedovertheenti

5、refrequencywasadopted．Theexperimentalresuhsdemonstratethatthesystemhasawidespeedrange(from15Hzto90Hz)，andhasgoodstability．Keywords：Field—orientedtechnology；PMSM；Inventorregulatingspeed；Maximumtorquecontrol；Field—weakeningcontrol；Adjustingovertheentir

6、efrequency随着高性能永磁材料、微电子技术、自动控制技Ua=(R+pLd)id—wLqiq术和电力电子技术特别是大功率半导体器件的快速发=，Jdid+(+p)i(1)展，永磁同步电机得到了迅速的发展。由于其调速性T=P咖iq+P(Ld—q)idiq能优越、体积小、质量轻、效率高、转动惯量小、励式中：i、i分别为d轴和q轴的定子电流；Us、Uq磁损耗小，因此在各个领域有着广阔的应用前景。其分别为d轴和q轴的端电压；咖为磁通量；R为定子具有明显的优越性，如反馈装置简单、功率密度高、电阻；L、

7、L分别为d轴和q轴的自感；P为微分因输出转矩更大。子；P为电机极对数。永磁同步电机由于使用工况的不同，转矩要求2永磁同步电机的控制策略高，转速要求范围广，频率调整时系统要求平稳，这在文献中，一般采用i=0的控制方式，这样，些都是永磁同步电机研究的热点。在dq坐标系中，转矩集中在q轴上，等效励磁绕组1永磁同步电机的模型在d轴上，实现了电机的完全线性解藕，有利于电机对于由PMSM组成的变频调速系统来说，采用的稳定控制。定向磁场调节技术(用固定于转子的参考坐标即旋转2．1永磁同步电机的凸极性坐标系来描

8、述和分析它们的稳态和动态性能)是十针对内埋式的永磁同步电机(IPM)，下面进行分方便的。取永磁体磁场的方向为d轴，顺着旋转方了几组实验，实验机采用了双对极同步电机，具体参向超前d轴电角度90。的为q轴，转子参考坐标的旋数为：d轴感抗为5．6mH，q轴感抗为9．1mH，电转速度即为转轴速度。。，dq轴系随同转子以角频阻为0．7n，磁通量为0．862Wb，惯性量为6．85e一4率∞一道旋转，可得到永磁同步电机在转子同步旋kg·m，实验纵坐标为最大转矩电流比值，横坐标为转坐标系dq下的数学模型为：等效