改进内埋永磁同步电机宽调速范围高效控制策略

本文主要探讨了内埋式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM）在宽调速范围运行时的控制策略优化。针对IPMSM驱动系统性能、效率和可靠性的提升，研究者提出了一套创新的控制方案。核心策略是基于转子磁链定向的矢量控制，它允许精确地控制电机的电磁行为。通过模型参考自适应系统（Model Reference Adaptive System, MRAS），对转子位置和速度进行实时估计，提高了系统的动态响应能力。 在低速运行区域，采用单位电流最大转矩控制（Unit Current Maximum Torque Control, UCMTC），这种控制方法可以有效地减小电机定子电流的幅值，从而减少损耗，提高效率。然而，当电机速度升高进入高速域，传统的控制方式可能不足以维持稳定的性能。因此，研究者引入了过调制控制策略，这种方法可以增大脉宽调制逆变器（Pulse Width Modulation Inverter, PWM）的电压传输比，增强电机的转矩输出，特别是在高速下，有助于电机保持高效运行。 此外，文中特别关注了弱磁控制策略在高速稳定运行中的应用。弱磁控制能够在不损失扭矩输出的情况下，通过调整磁场强度来降低铁芯的磁饱和，这有助于电机在高转速下保持良好的动态特性。研究还深入分析了在过调制条件下，相电流重构技术如何影响永磁同步电机的高速运行性能，并着重讨论了从低速的UCMTC平稳过渡到高速的弱磁控制的无缝切换问题。 通过理论仿真和实际实验验证，该组合控制策略表现出良好的可行性和有效性，成功实现了内埋式永磁同步电机在宽调速范围内高效、稳定的高性能控制。这对于电机驱动系统的广泛应用，如电动汽车、工业自动化等领域具有重要意义。整个研究不仅提升了电机的性能指标，也拓展了IPMSM在不同工况下的控制技术，为相关领域的设计和优化提供了新的思路。