永磁同步電機弱磁控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、永磁同步電機(PMSM)具有體積小、功率密度大、損耗少、效率高等特點，被廣泛運用于數(shù)控機床，工業(yè)機器人等高速高精度場合。電機的反電動勢會隨著電機轉速升高而快速增長，但定子電壓不能無限制地增加，所以電機升壓調速范圍受到限制。為了拓寬永磁同步電機的調速范圍，可通過弱磁控制來降低磁鏈的大小。由于永磁同步電機是通過永磁體勵磁的，無法通過改變勵磁電流直接減弱磁場，但可通過調節(jié)直軸電流來實現(xiàn)，采用反向增加電機直軸電流分量來使合成氣隙磁場得到減弱，從

2、而使電壓關系保持平衡，得到弱磁升速的效果。本文從弱磁控制的角度出發(fā)，對弱磁升速的問題進行了研究，并進行了相關實驗驗證。
　　本文首先介紹了永磁同步電機的基本結構及其工作原理;對比分析了永磁同步電機在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系和兩相旋轉坐標系中的數(shù)學模型;介紹了永磁同步電機矢量控制的原理，在此基礎上詳細敘述了空間電壓矢量調制技術。
　　其次，從表貼式永磁同步電機d、g軸的電壓穩(wěn)態(tài)方程出發(fā)，對兩種弱磁控制策略進行研究。其一，

3、分析了基于梯度校正法弱磁控制策略的電機運行區(qū)域，并給出了各個運行區(qū)域的d、q軸電流修正算法。其二，針對梯度校正法算法復雜的不足，提出了一種新的弱磁控制策略:基于擴展最大轉矩電流比的弱磁控制策略。該控制策略在保持電機在全速范圍內的最大轉矩電流比控制和有效拓寬電機調速范圍的同時，也保持電機一定的高速帶載能力。通過MATLAB/Simulink仿真軟件對基于擴展最大轉矩電流比的弱磁控制算法進行仿真分析，仿真結果表明該算法有效提升了電機的調速范