PMSM弱磁控制策略详解：原理、方法与优劣

本文档深入探讨了永磁同步电机(PMSM)的弱磁控制策略，由杨柳于2020年7月20日进行汇报。弱磁控制在电机高速区域的应用至关重要，因为它允许电机在保持最大输出扭矩的同时避免电压过饱和导致的电流环失控问题。控制策略主要包括以下几个方面： 1. **弱磁控制原理**：当电机运行在高速区域，需求电压与转速成正比。为了适应逆变器输出电压限制，通过减少总磁链来控制电压。弱磁控制的主要目的是在不超出逆变器最大输出电压Usmax的前提下，保持电机在特定速度区间内稳定工作。 2. **常用控制方法**： - **公式计算法**：基于电机的数学模型，根据当前转速范围选择合适的计算公式，如在基速以下使用MTPA公式（图4），高于阈值速度使用电压极限圆公式。 - **查表法**：通过预先存储的表格数据，根据电机参数和当前状态快速查找合适的控制参数。 - **负id电流补偿**：通过补偿直轴电流的滞后分量，调整电机的电磁行为，实现弱磁控制（图8）。 - **梯度下降法**：虽然没有直接提及，但可能是优化算法的一种，用于调整控制参数以改善性能。 - **单电流调节器原理**：可能指的是利用PI调节器控制电流，以保持恒转矩输出。 3. **轨迹分析**：展示了PMSM在不同运行区域（MTPA、MTPV）的电流和电压特性，以及如何通过控制策略确保电机在低速区域稳定工作并过渡到MTPV区域。 4. **评价与限制**：这种方法基于稳态数学模型进行前馈补偿，简单易理解，但对电机参数的精确性要求较高，可能导致动态性能不佳。 5. **控制切换策略**：涉及PI调节器的饱和处理，当Usmax下限时，通过调整超前角β来确保电流跟踪，此时id等于id*sin(β)。 这份报告提供了PMSM弱磁控制的全面概述，涵盖了原理、控制方法、策略选择以及其优缺点，对于理解和应用永磁同步电机的弱磁控制技术具有很高的参考价值。