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永磁同步電機控制方式

 

永磁同步電機恒壓頻比控制方法

 

永磁同步電機的恒壓頻比控制方法與交流感應電機的恒壓頻比控制方法相似，控制電機輸入電壓的幅值和頻率同時變化，從而使電機磁通恒定，恒壓頻比控制方法可以適應大范圍調速系統的要求。

 

在不反饋電流、電壓或位置等物理信號的前提下，仍能達到一定的控制精度，這是恒壓頻比控制方法的最大優點。恒壓頻比控制方法控制算法簡單、硬件成本低廉，在通用變頻器領域得到了廣泛應用。恒壓頻比控制方法的缺點也顯而易見，由于在控制過程中沒有反饋速度、位置或任何其他的信號，所以幾乎完全不能獲得電機的運行狀態信息，更無法精確控制轉速或電磁轉矩，系統性能一般，動態響應較差，尤其在給定目標速度發生變化或者負載突變時，容易產生失步和振蕩等問題。顯然，該種控制方法不能分別控制轉矩和勵磁電流，在控制過程中容易存在較大的勵磁電流，影響電機的效率。因此，此種控制方法常用于性能需求較低的通用變頻器中，如空調、流水線的傳送帶驅動控制、水泵和風機的節能運行等。

 

永磁同步電機直接轉矩控制技術

 

直接轉矩控制（Direct Self-Control ，DSC）在定子靜止坐標系上構建磁鏈和電磁轉矩模型，通過施加不同的電壓矢量實現電磁轉矩和定子磁鏈的控制。直接轉矩控制方法有著算法簡單、轉矩響應好等優點，因此，在要求高瞬態轉矩響應的場合，此種方法得到了廣泛應用。

 

由于控制存在固有的缺點使得直接轉矩控制方法在速度較低時控制頻率低，轉矩脈動較大。因此減小低速時的轉矩脈動也成了直接轉矩控制方法中的研究熱點，孫笑輝等通過優化電壓矢量作用時間來減小低速時的轉矩脈動，效果較好。D.casadei等人基于離散空間矢量調制技術將直接轉矩控制方法應用于交流感應電機的控制中，減小了轉矩脈動。

 

永磁同步電機矢量控制技術

 

矢量控制技術誕生于上世紀 70 年代初，永磁同步電機的矢量控制系統是參照直流電機的控制策略，利用坐標變換將采集到的電機三相定子電流、磁鏈等矢量按照轉子磁鏈這一旋轉矢量的方向分解成兩個分量，一個沿著轉子磁鏈方向，稱為直軸勵磁電流；另一個正交于轉子磁鏈方向，稱為交軸轉矩電流。根據不同的控制目標調節勵磁電流和轉矩電流，進而實現對速度和轉矩的精確控制，使控制系統獲得良好的穩態和動態響應特性。

 

根據不同的控制目標，永磁同步電機矢量控制算法可以分為以下幾種：id=0控制、最大轉矩/電流控制、弱磁控制等。這些性能指標均可以通過對直軸勵磁電流和交軸轉矩電流的獨立控制來實現。

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