永磁同步電機弱磁控制策略研究

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1、永磁同步電機的弱磁控制策略研究陳啟營。孫文凱。李傳海。趙福全(浙江吉利汽車研究院有限公司，浙江杭州311228)摘要：根據(jù)矢量控制理論，研究永磁同步電機的弱磁控制策略，并在MATLAB／SIMUUNK環(huán)境下進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明本文研究的控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)電機在高速下的穩(wěn)定運行。關(guān)鍵詞：永磁同步電機：弱磁控制；仿真分析中圈分類號：U463．645文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003—8639(2011)10—0034—04OntheFieldWeakeningControlStrategyforPMSMCHENQi．m

2、iao．SUNWen．kai，UChuan．hai．ZHAOFu—quan(ZhejiangGeelyAutomobileInstituteCo．，Ltd．，Hangzhou311228，China)Abstract：Basedonthevectorcontroltheory，thefieldweakeningcontrolstrategyforPMSMwasdiscussedandanalyzedinMATLAB／SIMUUNK．TheresultsshowthatthisstrategycanmakePMSM

3、operatestablyathighspeed．Keywords：PMSM；fieldweakeningcontrol；simulationanalysis永磁同步電機(PMSM)體積小，質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)機控制單元。電機控制器根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)矩指令、運行子無發(fā)熱問題，具有損耗低、響應(yīng)快等特點，因此模式和旋轉(zhuǎn)方向，并根據(jù)反饋得到的電流和電機位廣泛應(yīng)用在混合動力車用驅(qū)動電機和ISG電機中。置信號．控制電機驅(qū)動器產(chǎn)生所需要的三相交流當(dāng)電機運行在高速區(qū)的時候．需要采用弱磁控制的電，從而實現(xiàn)電機正常運行。方法。否則電機的轉(zhuǎn)速只能達(dá)到

4、額定轉(zhuǎn)速附近。一個典型的車用電機控制器應(yīng)具備的功能如下：正反轉(zhuǎn)、四象限運行、CAN通信、系統(tǒng)散熱、系統(tǒng)1永磁同步電機控制系統(tǒng)介紹故障診斷及保護(hù)(故障指示、維修請求指示、診斷目前在國內(nèi)新能源乘用車的方案中，一般都是請求指示、降功率指示)、狀態(tài)監(jiān)控、緊急放電。采用永磁同步電機及其控制器作為驅(qū)動系統(tǒng)，其原電機控制器一般由以下幾個部分組成：主控制因在于永磁同步電機的功率密度大，控制精度高，器、逆變器、傳感器和高壓主回路，電機控制器的免維護(hù)，而且易于進(jìn)行磁場定向控制。一個典型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。永磁同步電機控制系統(tǒng)基本結(jié)

5、構(gòu)如圖1所示。車輛上的動力電池直流電源經(jīng)驅(qū)動電路(三相逆變橋)變換為電壓幅值和頻率可調(diào)的三相交流電，驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)：同時，通過檢測當(dāng)前的轉(zhuǎn)子位置信號和對電機的相電流進(jìn)行實時采樣。并送入電圖1典型的永磁同步電機控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖2電機控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)收稿日期：2011—08—23作者簡介：陳啟苗(1985一)，男，工程師，主要從事新能源汽車電機控制器的產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)。j霉《汽車電器》2o11年第10期機仿真。仿真結(jié)果如圖9所示。從圖9中可以看出，電機的實際轉(zhuǎn)速很好地跟蹤了目標(biāo)轉(zhuǎn)速，電機的輸出轉(zhuǎn)速最后穩(wěn)定在6000r／

6、min。這說明，加入弱磁控制模型后能夠?qū)崿F(xiàn)電機在高速區(qū)的穩(wěn)定運行。60o0{5000?a4000口實際轉(zhuǎn)速f30002000l目標(biāo)轉(zhuǎn)速f。、／／圖7弱磁控制模型000．050．10．15O．20．25載轉(zhuǎn)矩設(shè)定如下：在0～o．05S時間內(nèi)，電機的負(fù)載時間／s轉(zhuǎn)矩從0上升到50Nm。之后一直穩(wěn)定在5ONm。圖9加入弱磁控制模型后電機的實際輸出轉(zhuǎn)速電機的實際輸出轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速的對比如圖8和目標(biāo)轉(zhuǎn)速的對比曲線所示?；疑€為電機的實際輸出轉(zhuǎn)速，在0．25s之后轉(zhuǎn)速只能達(dá)到3000r／min。6結(jié)論在圖6所示的模型中．加

7、入弱磁控制器，電機的本文首先分析了永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型，采目標(biāo)轉(zhuǎn)速曲線和負(fù)載與之前定義的一致。進(jìn)行計算用矢量控制的方法設(shè)計了電機的調(diào)速控制系統(tǒng)．并著重分析了PMSM的弱磁控制策略。然后．在6000MATLAB／SIMUuNK環(huán)境下對弱磁控制進(jìn)行了仿真?5000分析，分析發(fā)現(xiàn)采用弱磁控制能夠使電機在高速下f4000穩(wěn)定運行．從而驗證了控制策略的正確性。實際轉(zhuǎn)翊￡＼●30002000參考文獻(xiàn)：目標(biāo)轉(zhuǎn)鎣-oo。、[1]唐任遠(yuǎn)．現(xiàn)代永磁電機理論與設(shè)計[M]．北京：機械工／O業(yè)出版社。1997．[2]高景德，李發(fā)海．交流

8、電機及其系統(tǒng)的分析[M]．北京：0．25030．35040．45O．5時間／s清華大學(xué)出版社．2oo5．圖8電機的實際輸出轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速的對EB曲線(編輯楊景)'’，l，，，l'’''’l，'’'’，ll，’'l，，'’，，，ll''ll'，’，，，'’l，’l''ll，，'’，'，’''，，l''’'l，’''，，'''l，''’’'，(上接第33頁)在著優(yōu)勢和劣勢。磷