永磁同步电动机控制策略

永磁同步电动机控制策略综述 1 引言 近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用。永磁同步电动机具有体积小，损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。因此，这里对永磁同步电机的控制策略进行综述，并介绍了永磁同步电动机控制系统的各种控制策略发展方向。 2 永磁同步电动机的数学模型 当永磁同步电动机的定子通入三相交流电时， 三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。由三相交流电产生的旋转电枢磁动势及建立的电枢磁场，一方面切割定子绕组，并在定子绕组中产生感应电动势； 另一方面以电磁力拖动转子以同步转速旋转。电枢电流还会产生仅与定子绕组相交链的定子绕组漏磁通， 并在定子绕组中产生感应漏电动势。此外，转子永磁体产生的磁场也以同步转速切割定子绕组，从而产生空载电动势。为了便于分析，在建立数学模型时，假设以下参数[2-3]： ② 忽略电动机的铁心饱和； ②不计电机中的涡流和磁滞损耗； ③定子和转子磁动势所产生的磁场沿定子内圆按正弦分布，即忽略磁场中所有的空间谐波；④各相绕组对称，即各相绕组的匝数与电阻相同，各相轴线相互位移同样的电角度。 在分析同步电动机的数学模型时，常采用两相同步旋转（d，q）坐标系和两相静止（α ，β ）坐标系。图1 给出永磁同步电动机在（d，q）旋转坐标系下的数学模型[4]。 (1) 定子电压方程为： dddqfupri  （1） qqqdfupri  （2） 式中：r 为定子绕组电阻；p 为微分算子，p=d/dt；di ，qi 为定子电流；du ，qu 为定子电压；d ，q 分别为磁链在d，q 轴上的分量；f 为转子角速度（ f pn ）；pn 为电动机极对数。 (2)定子磁链方程为： dd dfL i （3） qq qL i  （4） 式中：f为转子磁链。 (3)电磁转矩为： ()[()]empqddqpf qdqd qTniiniLL i i （5） (4)电动机的运动方程为： emLppJdTTnn （6） 式中：J 为电机的转动惯量。 若电动机为隐极电动机，则dqLL，选取di ，qi 及电动机机械角速度 为状态变量，由此可得永磁同步电动机的状态方程式为： /0/ ///0///dspddqpspjqqpfLiRLniuLinRLnLiuLnJB JTJ...