永磁同步电机弱磁调速控制策略及其全数字化实现

永磁同步电动机弱磁调速控制是现代工业中一项关键技术，尤其是在数控机床和机器人等领域，其高效能和精确控制对于提升设备性能至关重要。本文由华中科技大学硕士研究生冷再兴撰写，他在导师马志源的指导下，深入探讨了永磁同步电机（PMSM）的空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制方法。 首先，作者概述了永磁交流伺服系统在全球范围内的重要性，随着加工制造业和汽车行业的发展，这种系统正经历着从传统模拟控制向全数字化控制的转变。全数字化系统的优势在于可靠性增强，新的控制策略易于实现，功能更为丰富。作者特别关注了PMSM的数学模型和控制理论，这是实现高级控制策略的基础。 论文的核心内容集中在PMSM的弱磁控制上，特别是在电压空间矢量层面的研究。通过理论和实验研究，作者提出了一个创新的控制策略，即在电机转速接近基本转速时，采用最大转矩/电流策略，确保在启动阶段提供最大的驱动力；当转速超过基本值后，切换至弱磁控制模式，扩大电机的调速范围。这种策略允许电压矢量近似连续调节，显著减少了PMSM的转矩脉动，从而提升了系统的稳定性和性能。 为了验证这一理论，作者研发了一套高性能的全数字永磁交流调速系统，该系统以空间矢量PWM控制技术为核心，基于TI公司的TMS320LF2407A微控制器。这个系统展示了在实际应用中的强大性能和控制精度，进一步证实了作者提出的弱磁控制策略的有效性和实用性。 本文不仅提供了对PMSM弱磁调速控制理论的深入分析，还展示了如何将其应用于实际的全数字伺服系统设计中，对于推动永磁同步电机在精密控制系统中的广泛应用具有重要价值。