永磁同步电机矢量控制系统弱磁控制策略研究

由于城镇化发展,城市交通日益拥挤,汽车交通造成大量环境污染。地铁、城市轻轨以及电动汽车近年来发展迅速,车辆电驱动技术也因而越来越引起人们关注。其中永磁同步电动机以其体积小、重量轻、效率高、功率密度大、低速输出转矩大、维护简单等优点,逐渐成为城轨交通电机驱动系统的主流。由于永磁同步电机的激磁磁场不可调节,对其在有恒功率、宽调速范围运行要求的车辆电驱动技术的应用提出了挑战,引起了研究者的高度重视。 论文研究永磁同步电机的弱磁控制策略,提出了一种修正电流设定值的控制方法。该方法由两部分组成：弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算。电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定,输出电压的递减方向信息通过梯度下降法计算得到；设定电流修正值的大小根据该弱磁区域内转矩、电压变化量的方向信息和电流调节器输出电压与电压设定值的差值来确定。该方法具有控制精度高、响应速度快、鲁棒性好等优点。 论文对基于梯度下降法的弱磁控制策略进行了理论分析,并在基于STM32的实验平台上进行了实验验证,得到了与理论分析一致的实验结果,证明了本文所提出的控制策略的正确性和可行性,很好地实现了通过弱磁扩展调速范围。