磁路交叉飽和及電感參數補償的內置式永磁同步電機解耦控制

1、磁路交叉飽和及電感參數補償的內置式永磁同步電機解耦控制磁路交叉飽和及電感參數補償的內置式永磁同步電機解耦控制摘要：分析了磁路交義飽和對內置式水融M步電機(IPMsM)桶速控制系統性能的影響；建立了考慮磁路交叉飽和并對其電感參數進行補償的控制算法。利用MATIAB仿真上具，建立了具有飽和特件的IPMsM模型，及基于空間矢量脈寬調制(sVPwM)控制方法的考慮飽和補償的前饋解耦調速控制系統模型，實現了恒轉矩和恒功率運行范圍的系統仿真、仿真結

2、果表明采用該擰制力法可有效提高調速系統的跟隨性、魯棒性和精確度。關鍵詞：解耦控制；交叉飽和；內置式永磁同步電機0引言永磁同步電機(PermanentMagsvnchm_nousMot，PMsM)具有能量密度高、效率高、可靠性高、體積小、結構簡單等優(yōu)點，其在航空航天、數控加工、電動汽車驅動等領域已得到了廣泛應用[13]。根據永磁體在轉子側安裝位置的不同，可將電機分為表面式PMsM和內置式PMsM(InnerPMsM，IPMsM)。IPMs

3、M存在磁阻轉矩，提高了恒轉矩區(qū)的轉矩輸出能力，并且拓寬了恒功率區(qū)的速度運行范圍，更符合電動汽車使用要求。PMsM是一個多變量、強耦合、非線性的系統，交叉飽和、耦合等多種岡素的影響使電機的控制性能和精度不理想[5]。本文在對考慮飽和的電機參數和PMsM的數學模型分析的基礎上，利用MAATLAB建市了具有飽和特性的電機模型。采用每安培最大轉矩和弱磁控制策略，在調速控制系統加入跟隨電機參數變化的解耦控制模塊，實現考慮飽和補償的優(yōu)化控制，并與沒

4、有飽和補償的控制系統模型進行比較。最后，基于MAT—LAB建立系統仿真模型，仿真結果表明改進后的系統具有較快的響應時間，拓寬了高速區(qū)的范圍，提高了低速區(qū)的輸出轉矩。1IPMsM數學模型以坐標旋轉變換為基礎的PMsM矢量控制，在dq同步旋轉坐標系下實現了類似直流電機的控制性能。其穩(wěn)態(tài)運行時的數學模型等效方程如下。若電機繼續(xù)升速，則進入到弱磁運行區(qū)域。根據弱磁控制(FIux—weakening)原理，通過增加去磁電流Id，減小直軸磁鏈來維持

5、高速運行時電壓平衡，達到弱磁擴速的目的。弱磁控制可分兩種方式：(1)如圖1所示，電機在A點時輸出最大轉矩，若升速則以減小轉矩為代價，電流軌跡沿電流圓逆時針方向向下即為Ac段運行軌跡；(2)如果電機沒有達到最大轉矩時(如D點)進入到弱磁狀態(tài)，則電機可以恒轉矩運行到F點，若繼續(xù)提高轉速，則轉矩隨之降低，沿Fc段軌跡運行。cE段為最大功率弱磁區(qū)域，只有電機的弱磁ξ=LDigψ1l時才存在，理論上速度可以達到無窮大，此時輸出轉矩為零。3磁路飽和