电机控制之矢量控制的基本方法

  1. 矢量控制基本方法
    1. $i_d=0$控制
    2. 最大转矩电流比控制
    3. 最大功率输出控制(功率因数=1控制)
    4. 弱磁控制

参考书籍:《永磁同步电机控制系统》,陈荣。


矢量控制基本方法

通过前面对永磁同步电机矢量控制的讲解,可以知道矢量控制最终是对$i_d,i_q$的控制。矢量控制的基本方法即是电流的控制方法,主要有以下四种:

  • $i_d=0$控制
  • 最大转矩电流比控制
  • 最大功率输出控制(功率因数=1控制)
  • 弱磁控制

下面对四种方法做基本的简单介绍。

$i_d=0$控制

$i_d=0$的控制称为磁场定向控制,应用比较广泛。$i_d=0$时,面装式、插入式和内装式PMSM的电磁转矩均为:

$$
t_e = p_0 \psi_f i_s = p_0 \psi_f i_q
$$

即$i_s=i_q$,电磁转矩与$i_q$成线性关系。
因为该控制方法没有直轴电流,电机没有直轴电枢反应,不会使永磁体退磁。同时,所有电流均用来产生电磁力矩,电流控制效率高。

  • 对面装式PMSM而言,$i_d=0$时电机产生的电磁力矩最大,定子电流所形成的空间磁势与永磁体励磁磁场正交,所有电流都用来产生电磁力矩。
  • 对插入式和内装式而言,$i_d=0$时的电机磁阻转矩没有得到充分利用,未能充分发挥PMSM的转矩输出能力。

最大转矩电流比控制

最大转矩电流比控制是在电机输出一定力矩的条件下,控制电机定子电流小的控制方法;也即单位电流下,电机输出的力矩最大。
这样,电机输出同样力矩时电流最小,则铜耗也最小,效率最高。此外,逆变器所需要输出的电流小,则对逆变器容量要求低。

最大功率输出控制(功率因数=1控制)

最大功率输出控制即是控制电机$i_d,i_q$分量,保持电机功率因数恒为1的控制方法。

弱磁控制

弱磁控制实际上是通过控制$i_d<0$,产生一个与永磁体磁场相反的磁场来抵消部分永磁体磁场,减弱$d$轴磁场(最后等效转子磁场小于原转子永磁体磁场);但是由于一般的稀土永磁材料的磁导率与空气的差不多,故需要较大的定子直轴励磁分量,即较大的电流,且效果不佳,只有在小段时间内可行,长期弱磁需要特殊的弱磁方法。


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文章标题:电机控制之矢量控制的基本方法

本文作者:Yehuohanxing

发布时间:2018-04-10, 17:28:54

最后更新:2018-04-12, 10:25:33

原始链接:http://yehuohan.github.io/2018/04/10/笔记/电机控制之矢量控制基本方法/

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