表面贴装式永磁同步电机弱磁控制策略的研究

唐朝晖，丁　强，喻寿益，桂卫华
中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙

摘　　　要：研究表面贴装式永磁同步电机的弱磁控制策略，提出了一种修正电流设定值的方法。该方法由两部分组成：弱磁区域的确定和设定电流修正值的计算。电机运行所在的弱磁区域由恒转矩曲线方向和电流调节器输出电压递减方向之间的夹角来确定，输出电压的递减方向信息通过梯度下降法计算得到。设定电流修正值的大小根据该弱磁区域内转矩、电压变化量的方向信息和电流调节器输出电压与电压设定值的差值来确定。通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性，并且具有控制精度高、响应速度快、鲁棒性好等优点。

关　键　词：表面贴装式永磁同步电机；弱磁控制；电流设定值；梯度下降法

１　引　言
表面贴装式永磁同步电机（ＳＭＰＭＳＭ） 以高效率、高转矩密度等优点，广泛应用电力驱动系统。轨道交通和电力牵引传动系统不仅要求低速时输出转矩大，以适应快速起动、加速、低速爬坡等要求，要求具有较好的弱磁性能，能够在逆变器容量不变的情况下，有较宽调速范围，以适应高速运行要求。对永磁同步电机弱磁控制研究具有重要意义。基于弱磁扩速的基本思想，学者们提出了许多控制策略用于改善永磁同步电机弱磁控制性能。文献［１］提出了六步电压法，较大利用直流母线电压，但该算法对电机参数和负载条件敏感，鲁棒性差。文献［２］提出了单电流调节器控制算法，鲁棒性好，但改变转速和转矩变化时较优直轴电压较难选择。文献［３］用查表法，应用前馈控制的概念，通过查表来实现快速响应，但该算法对数据表精度要求比较高，且闭环控制器的增益较难调整。本文提出利用交、直轴电流和电压外环输出的电压差来修正电流设定值进行弱磁控制的新方法，不需查表，控制精度高，响应速度快，鲁棒性好。

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