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永磁同步电动机控制策略

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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...

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