永磁同步电机mtpa弱磁控制方法研究

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1、电气传动2012年第42卷第11期ELECTRICDRIVE2012Vo1．42No．11永磁同步电机MTPA弱磁控制方法研究孙旭霞，岳经凯(西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048)摘要：针对永磁同步电机在升速阶段电流过大和高速阶段稳定性差的问题，在分析永磁同步电机弱磁原理的基础上，选用MTPA(最大转矩)弱磁控制策略，通过转矩控制达到减少升速时间的目标；利用修正电流值来控制弱磁从而实现增大调速范围。实验在PSCAD上建立仿真模型，通过对比永磁同步电机在不同运行阶段参数，结果验证了此方法的可行性和正确性。关键词：永磁同步电机；弱磁；最大转矩；磁链中图分类号：TM351文献标识码

2、：AResearchontheMTPA＆WeakMagneticControlofthePermanentMagnetSynchronousMotorSUNXu-xia，YUEJing—kai(TheFacultyofAutomationandInformationEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，Shaanxi，China)Abstract：ForthepermanentmagnetsynchronousmotorSproblemsthataretheoverloadofcurrentintheaccstageandpoo

3、rstabilityinhighspeedoperationstage，basedontheweakmagneticanalysisoftheperma—nentmagnetsynchronousmotor，MTPAweakmagneticcontrolstrategywaschosen，andbycontrollingthetorquetOreduceaectime；UsedfixedcurrentvaluetocontroltheweakmagneticSOastorealizetheincreasespeedrange．TheexperimentestablishedonthePSCAD

4、simulationmodel，comparedtheparametersofthepermanentmagnetsynchronousmotorindifferentrunningstage，andtheresultsverifythefeasibilityandcor—rectnessofthismethod．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；weakmagnetic；maximumtorque；flux用；查表法需要大量的实验数据，并且一张表只能1引言对一种电机控制；梯度下降法计算量大，实现较复永磁同步电动机具有工作可靠、可控性好、效杂。本

5、文采用修正电流值控制弱磁的方法，这种率高、功率因数高等一系列优点，在工业中获得了方法利用交、直轴电流和电压来修正电流，控制算广泛的应用。但电动机定子电流直轴分量所形成法简单，响应速度快，鲁棒性好。的去磁磁动势作用会导致永磁体性能变坏，是人2永磁电机模型及控制原理们十分关注的一个实际问题；此外，随着电机转速的升高，由于供电电压的限制，也会影响电机的电在理想条件下，永磁同步电机d，q轴的稳态磁转矩的性能，影响电机高速运行的范围及稳定数学模型的电压方程为性。因此，电机需要减弱磁场运行，由于永磁同步』一一∞Li(1)电机中励磁磁场是一定的，不可能直接将其减弱1一(u(’+Ldid)以获得弱磁控制，所以

6、，只能利用直轴电流，减弱式中：，“。分别为定子电压矢量的d，q轴分量；电动机的气隙磁场，已达到弱磁控制的效果。这i，i分别为定子电流矢量的d，q轴分量；嘶为便是永磁电机弱磁控制的基本思想1]。永磁磁链；为转子电角频率；L，L。分别为d，g常见的弱磁控制策略有公式计算法、查表法轴电感。和梯度下降法[4等。公式计算法完全依赖于电机电磁转矩方程为数学模型，只具有理论意义，很少在实际工程中应T一1．5p[altfiq+(Ld—Lq)iaiq](2)作者简介：孙旭霞(1963一)，女，研究生，副教授，Email：sunxx@xaut．edu．cn62孙旭霞：永磁同步电机MTPA弱磁控制方法研究电气传动2

7、012年第42卷第11期式中：为电磁转矩；，，分别为定子磁链的d，q轴分量；P为极对数。一一由于受逆变器产生的最大电压及电机本身的蕊，酬：：；‘、、限制，若想将转速拓展到额定值以上是不可能的。t、f’0Ji．为此，必须减小定子磁链，即弱磁，才能进一步提＼～／／，高转速。由于弱磁控制工作高速范围，为了简单电压限制环、～—／流限制起见，忽略定子电阻R电压压降。这样电机弱磁图1足于电流矢量运行轨迹稳态运