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1、Shanghaiuniversity永磁同步電機的控制策略楊影上海大學自動化系2011國際電源技術創(chuàng)新論壇Shanghaiuniversity0、引言1、梯形波永磁同步電動機的變頻調速系統(tǒng)2、正弦波永磁同步電機的矢量控制3、正弦波永磁同步電機的直接轉矩控制4、小結Shanghaiuniversity0引言A、永磁同步電機的結構ShanghaiuniversityB、永磁同步電機的幾個顯著優(yōu)點ò結構簡單，運行可靠；ò體積小，重量輕；ò功率因數(shù)高，損耗少，效率高；ShanghaiuniversityC永磁同步電機的分類與性能對比梯形波永
2、磁同步電動機（BLDCM）根據(jù)轉子磁場的空間分布正弦波永磁同步電動機（PMSM）電機名稱PMSMBLDCM比較項目功率密度低較PMSM高50%力矩慣量化低較PMSM高50%調速范圍大小單位電流產(chǎn)生的力矩小大力矩脈動小大Shanghaiuniversity1.梯形波永磁同步電機的控制A.梯形波永磁同步電動機的等效電路及逆變器主電路原理圖ShanghaiuniversityB.梯形波永磁同步電機反電動勢、相電流和霍爾信號波形ShanghaiuniversityC.梯形波永磁同步電動機調速系統(tǒng)òASR和ACR均為帶有積分和輸出限幅的PI調
3、節(jié)器，調節(jié)器可參照直流調速系統(tǒng)的方法設計。ShanghaiuniversityPWM逆變器輸出電壓梯形波永磁同步電動機的轉矩脈動ShanghaiuniversityD.梯形波永磁同步電機的動態(tài)結構圖ShanghaiuniversityE.梯形波永磁同步電機的無位置傳感器控制?基于反電勢的位置檢測方案V基于反電動勢過零點的轉子位置檢測V續(xù)流二極管法V基于反電動勢積分的轉子位置檢測V基于反電動勢三次諧波的轉子位置檢測V狀態(tài)觀測器法V基于磁鏈函數(shù)的轉子位置檢測方法ShanghaiuniversityVDVDS1S33S5VD51iaVdc
4、ea具有Y型電阻網(wǎng)的i?beb永磁無刷直流電機icVD4VDec原理圖SS6SVD2i462aRibRicR反電動勢、反電動勢三次諧波分量與磁鏈三次諧波分量相位關系Shanghaiuniversity理想的磁鏈函數(shù)波形與換相脈沖信號Shanghaiuniversity3永磁同步電機的矢量控制?dq坐標系下的數(shù)學模型?矢量控制原理?矢量控制方法ShanghaiuniversityA、dq坐標系下的數(shù)學模型dψsduR=+?iωψsdssdsqdtqdψsquR=++iωψ→→LqiqsqssqsdψsIdtsiq→ψ=sdLisdsd
5、+Limdf?ψβfdψ=LiθsqsqsqLiiAdddψ=Li+Lifmdsdff永磁同步電動機空間矢量圖TnLiiLLi=+[()?i]epmdfsqsdsqsdsqShanghaiuniversityB、永磁同步電動機矢量控制的基本原理當永磁體的勵磁磁鏈和交直軸電感確定后，控制和ii可以控制電動機的轉矩。dq**一定的轉速和轉矩對應于一定和ii，通dq過電流閉環(huán)控制，使實際電流跟蹤給定值實現(xiàn)電動機轉矩和轉速的控制。ShanghaiuniversityC永磁同步電動機電流矢量的控制方法?id=0控制?最大轉矩/電流控制?弱磁控
6、制Shanghaiuniversityi=0控制d?常用于表面凸出式永磁同q步電機（i=0控制就是最d→→Liqqψ大轉矩/電流控制）sIsiq→?ψTnLiiLLii=+[()?]βfdepmdfsqsdsqsdsqθLiiAddd永磁同步電動機空間矢量圖?電動機可達到的最高電壓越大，輸出轉矩越小，則最高轉速越高。Shanghaiuniversityi=0的永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)簡圖dShanghaiuniversityB、最大轉矩/電流控制?凸極永磁同步電動機的恒轉矩軌跡?電動機最大轉矩運行時的轉折速度iiqqA1ω3<ω<
7、ωO21iiddShanghaiuniversity最大轉矩/電流控制系統(tǒng)簡圖ShanghaiuniversityC、弱磁控制?永磁無刷電機弱磁調速控制原理22uL=ωρ()dqiL+()ddi+?fiqTTm1m2ACBω1<ω2idShanghaiuniversity?基于直軸電流負反饋補償控制的弱磁控制Shanghaiuniversity4.正弦波永磁同步電機的直接轉矩控制?PMSMDTC的基本思想?PMSMDTC的系統(tǒng)結構圖?PMSMDTC與IMDTC的區(qū)別ShanghaiuniversityA、PMSMDTC的基本思想?控
8、制定子磁鏈幅值恒定，改變定子磁鏈旋轉速度和方向來瞬時調整轉矩角，實現(xiàn)轉PMSM的矢量圖矩的動態(tài)控制。ShanghaiuniversityB、永磁同步電動機直接轉矩控制系統(tǒng)結構圖Shanghaiuniversity?永磁同步電機直接轉矩
