永磁同步电机变交轴电压单电流调节器弱磁控制方法研究

永磁同步电机具有结构简单、效率高等优点而在各领域中获得广泛应用。为了实现较宽的调速范围。需要对其进行弱磁控制。 根据永磁同步电机在两相旋转坐标系下的数学模型,在直轴电流(id)为横轴,交轴电流(iq)为纵轴的直角坐标系(以下称id-iq平面)中,对永磁同步电机的弱磁运行区域进行了分析,得出电机弱磁控制时交直轴电流的动态调节区域和电机稳态运行的最优工作点。本文分析了交轴电压给定的单电流调节器弱磁控制方法,虽然具有易于实现、动态响应快、参数鲁棒性好等优点,但电机效率和带载能力都有所下降。原因是电机电压未得到充分利用,电机稳态工作点位于电机电压极限椭圆内。本文提出一种新的交轴电压给定方法,即变交轴电压单电流调节器(single current regulator with variable q-axis voltage:SCR-VQV)弱磁控制方法。通过理论分析可知,SCR-VQV弱磁控制方法在保持原有方法优点的基础上,能够对电机电压进行充分利用,保证电机稳态工作点位于最优工作点,电机效率和带载能力提高。 通过MATLAB/Simulink搭建了采用单电流调节器弱磁控制方法的永磁同步电机传动系统仿真模型,并搭建了基于Myway控制系统的永磁同步电机传动系统实验平台。通过仿真及实验结果验证了采用SCR-VQV弱磁控制方法下的永磁同步电机具有较好的动态性能,电机直流电压得到充分利用,电机稳态工作点位于最优工作点,电机效率和带载能力得到提高,电机获得较宽的调速范围。