一种新型混合励磁电机矢量控制策略研究

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1、研究与DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2015．05．004一种新型混合励磁电机矢量控制策略的研究冰杨宾，李优新，黎勉(广东工业大学信息工程学院，广东广州510006)摘要：通过永磁与电励磁磁路的特殊设计，研发了一种新型混合励磁同步电机，在分析了其基本结构与调磁原理的基础上，提出了基于分区控制的矢量控制策略，深入研究了各区域的电流分配机制，最后通过样机实验验证了该电机及其控制策略的可行性与有效性。关键词：混合励磁；矢量控制；分区控制；电流分配*1tit~类号：TM341文献标识码：A文章编号：10

2、09—9492(2015)05—0015—05ResearchonVectorControlStratergyforaNovelHybridExcitiationSynchronousMachineYANGBin，LIYou-xin，LIMJan(CollegeofInformationEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：AnovelHybridExcitiationSynchronousMachine(HES

3、M)isdeveloped，withthemagneticcircuitbeingdesignedspecially．Firstly，themechanismoffluxlinkageregulationisanalyzed．Thenapartitioncontrolmethodisputforwardbasedonspacevectorcontrolscheme．In—depthstudyintothecurrentdistributionschemeofeachpartition．Intheend，relevantex

4、perimentstestifythefeasibilityandeffectivenessofthevectorcontrolscheme．Keywords：hybridexcitation；vectorcontrol；partitioncontrol；currentdistributionO引言机的运行状态分为四个区域，并提出了基于分区混合励磁同步电机(HESM)内同时存在两控制的矢量控制策略，深人研究了每个区域的电个磁势源，很容易实现气隙磁场的直接调节与控流分配机制，最后通过样机实验验证了该电机及制，因而其概念从一提

5、出就受到了国内外学者的其控制策略的可行性与有效性。普遍关注【1．1。从电机内永磁磁势和电励磁磁势的1调磁原理分析相互作用关系来看，混合励磁同步电机可分为串图1为电机定转子径向截面示意图。其定子联磁路式和并联磁路式两大类。串联磁路式绕组与普通交流电机绕组类似，电励磁绕组嵌绕HESM结构简单，实现方便，但是存在电励磁效在转子永磁体下面的磁极上。率低和永磁体退磁风险高的缺点。针对这一问图中1(实线部分)显示了通人箭头所示方题，通过合理设计永磁片左右两端的铁芯尺寸，向的电流时的电励磁磁通路径：电励磁N极一励改变电励磁磁势的磁路，形

6、成了一种磁通并联但磁铁芯定转子气隙一定子铁芯一定转子气隙又具有串联磁路式HESM优点的新型结构，从而励磁铁芯电励磁S极一转子轭一电励磁N极；2提高了电励磁的效果，降低了永磁体的退磁风(虚线部分)所示为永磁体磁通路径：永磁N极一险。定转子气隙一定子铁芯一定转子气隙-+永磁s极论文首先简单介绍了这种新型HESM的基本转子轭-+永磁N极。由于电机中的气隙磁通由结构和调磁原理，然后根据其调速特性曲线将电永磁体磁通和电励磁磁通合成，所以混合励磁电}广东省科技计划项目(编号：2013B011301011)收稿旧吲重酉匹霪与开发机可工作

7、于永磁、增磁、弱磁三种状态。当电机的低速标准区(BGOH)和低速增磁区(ABHJ)；励磁绕组中无励磁电流时，电机工作于永磁状额定转速以上的高速标准区(BCFG)和高速弱磁态；通入正向励磁电流时，电机工作于增磁状区(CDEF)。其中n为励磁电流为零时电机额定态；通人反向励磁电流时，电机工作于弱磁状转速，为电机弱磁基速，即HESM开始弱磁升态。由此可见，改变电励磁绕组中励磁电流的大速点，n为HESM低速增磁区恒转矩与恒功率分小和方向，就可以得到所需的气隙磁场。割点，n～为弱磁状态下电机最大转速。2-2控制策略2．2．1低速标准

8、区(BGOH)该区电励磁不起作用，负载转矩小于额定转矩，所以电励磁电流给定为零。与常规的永磁电6机驱动控制相似，通过电枢电压控制器调节电枢电压即可满足。2．2．2低速增磁区(ABHJ)电机运行与该区时，负载转矩大于额定转矩。由混合励磁电机转矩方程=号(+，，)(1)在id=O控制方式下，保持不变，电机的