永磁同步电动机弱磁扩速研究进展与控制策略优化

永磁同步电动机弱磁扩速研究现状及水平是当前云计算11类顶级安全风险中一个重要的技术议题。近年来，随着数控机床和机器人等领域的快速发展，永磁交流伺服系统，特别是永磁同步电机（PMSM），因其高效能和高精度特性，受到了广泛关注。弱磁扩速问题对于PMSM在高速运行中的广泛应用构成了挑战，因为它涉及到电机转矩输出能力的提升以及转速范围的扩大。 早期的研究，如文献[70]，侧重于探讨不同电感和凸极率对PMSM性能的影响，发现更大的电机电感和较高的凸极率有助于提高高转矩和大功率传动系统的性能。Tommy Sebastian等人的研究[71]对比了表面凸出式和表面插入式永磁同步电动机，发现后者在电流和相角控制下具有更大的扭矩输出能力和更宽的转速范围，同时降低了电机体积和永磁体成本。表面式转子磁路结构的设计方法在文献[72]中得到了详细阐述，适用于伺服永磁电机的应用。 内置凸极式转子磁路结构由于其独特的磁路特性，成为了弱磁扩速的理想选择。学者们的研究重心转向了如何优化转子磁路结构，如选择更合理的参数组合，以及开发更精确的控制策略和硬件。例如，文献[55]和[74]分别探讨了电机参数如交轴和直轴电感对弱磁性能的影响，提出了理想弱磁条件，以及不同参数永磁同步电动机在低速扭矩和高速功率因数方面的理论分析和仿真。 针对这些理论研究，论文作者冷再兴在华中科技大学硕士论文中，深入探讨了PMSM空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制的最新进展。他提出了一种创新的控制方法，即在电机转速低于基本转速时采用最大转矩/电流策略，而在超过基本转速后切换至弱磁扩速电流控制，以扩大调速范围，减少转矩脉动，提高系统性能。论文开发了一套基于TMS320LF2407A的全数字永磁交流调速系统，核心是空间矢量PWM控制，展示了在实际应用中的优越性能。 永磁同步电动机的弱磁扩速研究是一个持续发展的热点，它涉及电机设计、控制策略的创新以及电力电子技术的融合。通过改进磁路结构、优化控制算法，研究人员致力于提升PMSM在高速、高精度领域的应用能力，为现代工业自动化提供了关键技术支撑。