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永磁同步電機控制方式

 

永磁同步電機恒壓頻比控制方法

 

永磁同步電機的恒壓頻比控制方法與交流感應(yīng)電機的恒壓頻比控制方法相似，控制電機輸入電壓的幅值和頻率同時變化，從而使電機磁通恒定，恒壓頻比控制方法可以適應(yīng)大范圍調(diào)速系統(tǒng)的要求。

 

在不反饋電流、電壓或位置等物理信號的前提下，仍能達到一定的控制精度，這是恒壓頻比控制方法的最大優(yōu)點。恒壓頻比控制方法控制算法簡單、硬件成本低廉，在通用變頻器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。恒壓頻比控制方法的缺點也顯而易見，由于在控制過程中沒有反饋速度、位置或任何其他的信號，所以幾乎完全不能獲得電機的運行狀態(tài)信息，更無法精確控制轉(zhuǎn)速或電磁轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)性能一般，動態(tài)響應(yīng)較差，尤其在給定目標速度發(fā)生變化或者負載突變時，容易產(chǎn)生失步和振蕩等問題。顯然，該種控制方法不能分別控制轉(zhuǎn)矩和勵磁電流，在控制過程中容易存在較大的勵磁電流，影響電機的效率。因此，此種控制方法常用于性能需求較低的通用變頻器中，如空調(diào)、流水線的傳送帶驅(qū)動控制、水泵和風(fēng)機的節(jié)能運行等。

 

永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)

 

直接轉(zhuǎn)矩控制（Direct Self-Control ，DSC）在定子靜止坐標系上構(gòu)建磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩模型，通過施加不同的電壓矢量實現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。直接轉(zhuǎn)矩控制方法有著算法簡單、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)好等優(yōu)點，因此，在要求高瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的場合，此種方法得到了廣泛應(yīng)用。

 

由于控制存在固有的缺點使得直接轉(zhuǎn)矩控制方法在速度較低時控制頻率低，轉(zhuǎn)矩脈動較大。因此減小低速時的轉(zhuǎn)矩脈動也成了直接轉(zhuǎn)矩控制方法中的研究熱點，孫笑輝等通過優(yōu)化電壓矢量作用時間來減小低速時的轉(zhuǎn)矩脈動，效果較好。D.casadei等人基于離散空間矢量調(diào)制技術(shù)將直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用于交流感應(yīng)電機的控制中，減小了轉(zhuǎn)矩脈動。

 

永磁同步電機矢量控制技術(shù)

 

矢量控制技術(shù)誕生于上世紀 70 年代初，永磁同步電機的矢量控制系統(tǒng)是參照直流電機的控制策略，利用坐標變換將采集到的電機三相定子電流、磁鏈等矢量按照轉(zhuǎn)子磁鏈這一旋轉(zhuǎn)矢量的方向分解成兩個分量，一個沿著轉(zhuǎn)子磁鏈方向，稱為直軸勵磁電流；另一個正交于轉(zhuǎn)子磁鏈方向，稱為交軸轉(zhuǎn)矩電流。根據(jù)不同的控制目標調(diào)節(jié)勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流，進而實現(xiàn)對速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制，使控制系統(tǒng)獲得良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)響應(yīng)特性。

 

根據(jù)不同的控制目標，永磁同步電機矢量控制算法可以分為以下幾種：id=0控制、最大轉(zhuǎn)矩/電流控制、弱磁控制等。這些性能指標均可以通過對直軸勵磁電流和交軸轉(zhuǎn)矩電流的獨立控制來實現(xiàn)。

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