闭环弱磁控制在永磁电机中的应用

"弱磁控制是永磁电机控制的一种策略，尤其在电机负载低于额定负载时，通过弱磁控制可以提升电机的运行速度，扩展其速度范围。控制直轴电流id来削弱磁通，进而调整电机的转速。当id不等于零时，最大可用的正交电流iq会降低，这同样适用于表面安装式永磁同步电机(SM-PMSM)和内置式永磁电机(IPM)，不过IPM中单独控制id会导致MTPA路径偏离。现代技术实现了‘闭环’弱磁控制，不再需要精确的电机参数，降低了对参数偏差的敏感性，适用于IPMSMs和SM-PMSMs。控制循环基于对定子电压的监控，电流调节器输出Vs与阈值比较，当超过限制时，控制信号ifw*进入弱磁区域，通过PI调节器进行调节。此外，还提到了一个关于STM32F103xx微控制器的永磁同步电机磁场定向控制(PMSM FOC)软件库，该库支持外置型、嵌入型以及无传感器的电机控制，能够快速启动电机运行并节省用户在FOC发展和速度调节上的时间。" 本文主要介绍了弱磁控制这一电机控制策略，它在永磁电机在轻载运行时发挥作用，通过调整直轴电流id来改变磁通，从而使电机超越额定速度运行。额定转速是指电机能提供最大扭矩时的最高速度。当id不为零时，电机的最大正交电流iq会减少，影响传递的电磁转矩，特别是对于IPM电机，单独控制id会导致MTPA（最大转矩每安培）路径偏移。 现代弱磁控制技术已经实现了闭环控制，无需精确的电机参数，降低了对参数误差的敏感性。控制机制基于对定子电压的监控，当电流调节器输出Vs超过预设阈值时，控制信号ifw*会进入弱磁区域，通过PI调节器动态调整ids*，从而实现弱磁控制。 同时，提到了一个专为STM32F103xx微控制器设计的永磁同步电机磁场定向控制(PMSM FOC)软件库，该库支持不同类型的永磁电机控制，包括有传感器和无传感器的电机，可用于速度和扭矩控制。该库简化了FOC开发过程，允许快速启动电机并专注于应用层面的开发。其中包含多个C语言模块，适配多种开发环境，且在某些情况下，通过无传感器算法可以实现无需速度传感器的运行。使用该库需要一定的C语言编程基础以及对永磁电机驱动器和功率逆变器硬件的了解。