永磁同步电机单电流调节器&&变交轴电压弱磁控制策略

导读：为了在基频以上使电机仍然满足电压、电流的约束条件而稳定运行，控制策略上必须做出调整（MPTAàMTPV）。常见的弱磁控制都是基于改变直轴、交轴电流进行完成扩速的目的，本文介绍常见的单电流调节器&&变交轴电压的弱磁方式，并通过仿真进行验证。  

图1 基于单电流调节器&&变交轴电压的弱磁控制框图

一、弱磁控制简析  

图1.1全速范围内定子电流矢量轨迹

当定子电压不变时，电压极限椭圆随转速得增加而向内收缩。同时，逆变器得容量也对输出电流具有限制作用。  

从图（1.1）可知，电压极限椭圆和电流极限圆得交集 会随着转速得升高而减少。电流矢量只有在交集部分内才能跟踪该电流指令。假设A电时为电机以恒转矩运行模式下得最大转速（转折速度）同时还是MTPA曲线与电流极限圆的交点。在A点位置，电流PI调节器饱和，无法再对定子电流进行调节。定子电流矢量会试图逃脱A点，若此时减小Iq,反向增大Id,使定子电流左摆，定子电压小于最大值从而使得PI调节器退出饱和状态，可再次对定子电流进行调节，电机转速范围进一步扩大。弱磁控制得基本思想是反向增加Id以削弱转子磁链，同时减小Iq使电机增加调速范围，运行在额定转速以上的区域称为弱磁区域。

二、单电流调节器弱磁控制的优势

   

三、动态性能分析    

 

图3.1 动态分析图    

根据电压公式可知，电机交、直轴电流始终满足电压极限椭圆公式，则电机交轴电流增加，电机输出转矩增加。电机交直轴电流的变化达到平衡电机负载转矩的增加或者升高电机转速的目的，且交直轴电流值始终位于电机电压极限椭圆上。当电机稳态工作点为G时，电机电压极限椭圆上的曲线GP表示电机弱磁控制时，电机动态调节时的电机交、直轴电流轨迹，方向是GàP。

四、建模验证    

 

 

综合上图，转速进入弱磁区域和0.2秒突加载时d轴电流负向增长，q轴电流增加。