基于交直轴电流耦合的单电流调节器永磁同步电机弱磁控制.pdf

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1、2015年1月电工技术学报Vol.30No.2第30卷第2期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJan.2015基于交直轴电流耦合的单电流调节器永磁同步电机弱磁控制方晓春,胡太元,林飞,杨中平北京交通大学电气工程学院北京100044摘要基于交直轴电流耦合的单电流调节器弱磁控制是一种新颖的永磁同步电机弱磁策略，能够解决双电流调节器在电机高速域相互冲突而易于饱和的问题。交轴电压指令如何确定是此方法的研究重点，直接影响电机的电压利用率、效率以及负载能力。该文基于电机电压方程对电流耦合调节弱磁控制基本原理进行描述，并提出改进的控

2、制方法。利用id-iq坐标平面上的定子电流轨迹，对现有方法的缺点和所提出方法的预期控制效果进行了分析。在小信号范围内，对所提出方法的动态控制过程和可控性进行了阐述。所提出的电流耦合调节变交轴电压弱磁控制策略，交轴电压指令根据电机工况自行调节，无需查表，且不依赖电机参数，易于实现。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和性能优势。关键词：永磁同步电机;弱磁控制;交直轴电流耦合;单电流环;交轴电压中图分类号：TM351SingleCurrentRegulatorFlux-WeakeningControlofPMSMBasedonCurrentCross-CouplingEf

3、fectFangXiaochun,HuTaiyuan,LinFei,YangZhongpingBeijingJiaotongUniversityBeijing100044ChinaAbstractSinglecurrentregulatorflux-weakeningcontrolbasedonthed-qcurrentcross-couplingeffectisanovelstrategyforPMSM(permanentmagnetsynchronousmotor).Thisflux-weakeningstrategycansolvetheproblemthatt

4、wocurrentregulatorsoftraditionalalgorithmsconflictwitheachotherinhighspeedoperationregionandleadtopoorsystemperformance.Q-axisvoltagegivenschemeisakeyissueofthismethod,whichinfluencesPMSM’svoltageutilizationratio,efficiencyandloadcapability.BasedonvoltageequationofPMSM,thispaperdescribe

5、sthebasicprincipleofflux-weakeningcontrolbasedonthed-qcurrentcross-couplingeffectandpresentsamodifiedcontrolmethod.Thedisadvantagesofexistingcontrolmethodsandtheexpectedresultsoftheproposedcontrolmethodareanalyzedbyusingstatorcurrenttrajectoryinid-iqcoordinateplane.Dynamiccontrolprocess

6、isanalyzedintherangeofsmallsignal.Themodifiedcontrolmethodcanadjustq-axisvoltagetomotoroperatingcondition.Itdoesnotdependonmotorparametersorlook-uptable,andiseasytoachieve.Thismethodisverifiedbytheresultsofsimulationandexperiment.Keywords：PMSM,flux-weakeningcontrol,currentcross-coupling

7、,singlecurrentregulator,q-axisvoltage基金：国家高技术研究发展计划（863计划）（2011AA11A101）和国家重点基础研究发展计划（973计划）（2011CB711106）资助项目。收稿日期:2014-05-29改稿日期:2014-08-12作者简介:方晓春男，1987年生，博士研究生，研究方向为轨道交通电力牵引传动技术。胡太元男，1988年生，硕士研究生，主要研究方向为电力电子与电力传动。第30卷第2期方晓春等基于交直轴电流耦合的单电流调节器永磁同步电机弱磁控制141型计算最优工作点，否则电机可能进入不稳定域