永磁同步电机弱磁控制：基于定子电压相角的新方法

"一种基于定子电压相角控制的永磁同步电机弱磁控制方法，旨在提升系统的弱磁性能，解决电流环在弱磁过程中短暂饱和导致的电压不可控问题，增强弱磁阶段的转矩输出能力。该方法采用最小幅值误差调制策略，以定子电压相角作为控制目标，通过比例积分调节器迅速调整，使直轴电流分量能随转速变化而变化。实验证明，这种方法具有快速的弱磁响应，较小的电流波动，能有效抑制动态过程中的电流振荡，提高表贴式永磁同步电机在弱磁阶段的负载能力。" 本文是首发论文，由王旭和徐永向共同完成。王旭，1989年生，哈尔滨工业大学电气工程系硕士，专注于永磁同步电机驱动控制；徐永向，1977年生，副教授、博士生导师，主要研究领域为永磁电机驱动控制。 在永磁同步电机(PMSM)的弱磁控制中，传统方法可能面临电流环短暂饱和导致的电压控制不稳定问题，这限制了电机在高速运行时的转矩输出。针对这一挑战，研究者提出了一个创新的控制策略，即基于定子电压相角的弱磁控制。该方法结合了最小幅值误差调制和空间电压脉宽调制(SVPWM)技术。最小幅值误差调制是一种优化调制策略，能确保输出电压的精度和稳定性。 具体实施中，系统会根据转速给定值与实际反馈值之间的偏差，通过比例积分(PID)调节器来实时调整定子电压相角。这样，直轴电流分量可以精确地跟随转速的变化，从而实现对电机磁场强度的精细控制，达到弱磁控制的目的。 仿真和实验结果显示，这种新型控制方法显著提高了弱磁过程的响应速度，减少了电流波动，对动态过程中的电流震荡有很好的抑制效果。这不仅提升了电机在弱磁阶段的运行效率，还增强了其在高负载条件下的工作能力，尤其适用于需要大范围速度调节的应用场景，如电动汽车、风力发电等。 该研究提供了一种新的控制策略，对改善永磁同步电机的弱磁控制性能有着重要的理论和实践意义，为电机控制领域的技术创新提供了新的思路。关键词包括电机与电器、最小幅值误差调制、定子电压相角以及弱磁控制。该研究对相关领域的工程师和技术人员来说，是一份极具价值的参考文献。