分布式电驱动系统中永磁同步电机的弱磁控制策略探讨

分布式电驱动系统是电动汽车领域的一种先进设计，它将永磁同步电机（SPMSM）直接安装在车轮或其附近，以减少驱动传动链的长度，提高效率，并优化整体结构。这种系统对于电动汽车的动态性能至关重要，因为它允许独立控制每个电机的驱动力矩，从而实现复杂的动力学控制功能。随着电动汽车技术的进步，分布式驱动方式逐渐被应用到高端车型和特种车辆中。 SPMSM因其结构简单、高效、可靠的特性，成为电动汽车中首选的电机类型。然而，分布式驱动系统面临的挑战包括有限的安装空间和独立的动力传输路径，这要求电机更轻量化且控制精度更高。为了满足这些需求，电机需要有宽广的调速范围，以适应车辆的各种行驶条件，如快速启动、加速和低速爬坡。其中，弱磁控制是扩展电机转速范围的关键技术，它同时受到转速、直流电压和负载的影响，因此需要在动态响应和转矩控制精度之间取得平衡。 弱磁控制策略主要有三种：前馈弱磁法、反馈弱磁法和混合弱磁法。前馈弱磁法依赖电机参数，通过离线标定和查表实现，虽然响应速度快，但对参数变化敏感，鲁棒性不足。反馈弱磁法利用电压调节器自动调整d轴电流，而混合弱磁法则结合了两种方法的优点，以提高动态性能和鲁棒性。文献中的研究涵盖了各种弱磁控制策略的改进，包括解决电压调节器饱和、电压限制、电流脉动问题，以及通过自适应电压环和转矩观测器提升转矩控制精度。 例如，文献[4]提出了一种利用极坐标方法统一最大转矩电流比和弱磁算法的方法；文献[5,6]探讨了弱磁区的调节器饱和和电压限制问题，并提供了解决方案；文献[7]介绍了一种自动弱磁限速控制方法；文献[8]通过模糊逻辑速度控制策略减少弱磁区的电流波动；文献[9]提出自适应电压环，同时保证转矩控制精度和弱磁调节；文献[10]分析了直接转矩控制模式下负载角对弱磁性能的影响；文献[11]设计的转矩观测器提升了轮毂电机在弱磁区的转矩控制精度；文献[12]则提出了一种新的方法。 总结来说，分布式电驱动系统中永磁同步电机的弱磁控制策略是当前研究的热点，各种方法的提出旨在提高电机性能，应对参数变化、动态响应、转矩控制精度等挑战，以适应电动汽车日益严苛的技术要求。未来的研发将可能进一步优化这些策略，以实现更加高效、稳定的分布式驱动系统。