永磁同步电机弱磁运行控制策略研究

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1、电气传动2014年第44卷第5期ELECTRICDRIVE2014Vo1．44No．5永磁同步电机弱磁运行控制策略研究张朝阳，冯晓云，许峻峰(1．西南交通大学电气工程学院，四川成都610031；2．南车株洲电力机车研究所有限公司，湖南株洲412001)摘要：内埋式永磁同步电机(IPMSM)的弱磁运行受逆变器输出电压、电流以及电机本身可持续工作的电枢电流的制约，同时电机参数对其本身的弱磁能力也有影响。详细分析了这些影响因素，并且根据对这些因素的分析，结合电机数学模型和电压反馈调节策略建立IPMSM的弱磁控制策略，并用实验结果验证了算法的可行性。关键词：永磁同步电机；弱磁控制；电压调节

2、中图分类号：TM351文献标识码：AResearchontheControlStrategyofIPMSMfortheFluxWeakeningOperationZHANGZhao—yang，FENGXiao—yun，XUJun—feng(1．ElectricalEngineeringSchool，SouthwestJiaotongUnive~ity，Chengdu610031，Sichuan，China；2．uzhouInstituteCo．，，uzhou412001，Hunan，China)Abstract：Hux—weakeningoperationofIPMSMiscons

3、trainedbythemaximumavailableoutputvoltageandcurrentoftheinverterandthearmaturecurrentratingincontinuousoperation．AndtheparametersoftheIPMSMayealsofactorstoconstrainitsflux—weakeningregion．Ontheanalysisoftheseconstraints，aflux·weakeningcontrolstrategybasedonthemathematicalmodelofIPMSMandvoltage

4、regulationwasproposed．Andtheresultsofexperimentarepresentedtovalidatetheperformanceoftheproposedscheme．Keywords：interiorpermanentmagnetsynchronousmotor(IPMSM)；flux—weakening；voltageregulation任何电机转速下最大转矩输出范围和最小电枢1引言电流为目标，提出了一种最优弱磁路径控制策内埋式永磁同步电机(IPMSM)由于其相对略，该方法对弱磁运行时的输出转矩有较好的可较强的弱磁运行能力，在牵引调速系统中

5、获得青控性，但其弱磁电流指令的计算同样需要精确的睐。但是，其固有的永磁体励磁的特性，使得转电机参数，而且用查表的方法来实现，不够灵活。子磁链不能直接调节，只能通过调节气隙磁链来本文详细分析了IPMSM的运行约束条件和达到弱磁的目的。弱磁控制原理，在此基础上论述了电机参数对其近20年来，国内外学者针对IPMSM弱磁运弱磁运行能力的影响，并结合电机数学模型和电行问题，进行了深入的研究。文献[1—2]中，论述压反馈调节，建立IPMSM弱磁控制策略，以获得了通过调整同步坐标系下的2个电流分量给定值更好的稳态和动态调节效果，最后通过实验来验来扩展调速范围的方法，并且提出了用前馈解耦证该算法的

6、有效性。补偿来改进性能，但其弱磁策略中削磁电流的大2IPMSM数学模型和电机运行约束小由电机数学模型计算，对电机参数和运行条件条件比较敏感。文献[33提出了基于电压调节器的弱磁控制策略，该方法不依赖于电机参数，但其动2．1IPMSM数学模型态调速性能需要提高。文献[4]中，作者以实现忽略铁损后，永磁同步电机在同步旋转d，q作者简介：张朝阳(1980一)，男，博士研究生，Email：zhzhy一1@163．com40张朝阳，等：永磁同步电机弱磁运行控制策略研究电气传动2014年第44卷第5期坐标系下的稳态数学模型为位于电流约束圆与电压约束椭圆之内，这个区域是恒转矩区；当转速∞l<∞≤

7、co2时，轻载时，MTPA胁㈩曲线位于电流约束圆与电压约束椭圆之内，可以式中：Vd为d轴电机端电压；1，为g轴电机端电压；实现MTPA控制，重载时，MTPA曲线位于电压约f为d轴定子电流；f为g轴定子电流；L为d轴定束椭圆之外，需要弱磁运行，该区域称为部分弱磁区；当转速∞>CO2时，MTPA曲线完全位于电压子自感；￡为g轴定子自感；R为定子电阻；为约束椭圆之外，无论负载大小，均需要弱磁运行，永磁体磁链；OJ为电角速度；P为微分算子。称之为弱磁区。IPMSM电磁转矩的表