電動觀光車永磁同步電動機(jī)的控制

引言：今天，電機(jī)控制器廠家-福州欣聯(lián)達(dá)將為大家分析關(guān)于“電動觀光車永磁同步電機(jī)的兩種控制技術(shù)”，即電動機(jī)的磁場定向控制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)。

電動觀光車永磁同步電動機(jī)磁場定向控制

磁場定向控制技術(shù)，或稱為矢量控制技術(shù)，其基本思想是借鑒直流電動機(jī)中轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流正交解耦、分別可控的特點，通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換將交流電動機(jī)等效成直流電動機(jī)，分別控制電樞電流中的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分量使交流電動機(jī)獲得像直流電動機(jī)一樣優(yōu)異的調(diào)速性能。

磁場定向控制理論以及基于磁場定向控制技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用。磁場定向控制根據(jù)所選擇的定向磁場的不同又可以分為：氣隙磁場矢量定向、定子磁場矢量定向和轉(zhuǎn)子磁場矢量定向。對于永磁同步電動機(jī)而言，由于轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈恒定，一般采用轉(zhuǎn)子磁場定向控制。

對電動汽車驅(qū)動電機(jī)的控制，本質(zhì)上是電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制，而正弦波永磁同步電機(jī)磁場定向控制通過對直交軸電流的分別控制實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的間接控制。根據(jù)控制目標(biāo)的不同，定子直交軸電流的具體控制方法可分為id=0控制（將控制直軸電流為零作為目標(biāo)）、大轉(zhuǎn)矩電流比控制、單位功率因數(shù)控制，恒磁鏈控制等。

傳統(tǒng)磁場定向控制方法大都是通過電流環(huán)來實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的間接控制。基于磁場定向矢量控制的PMSM驅(qū)動器如圖所示。驅(qū)動器硬件中的DSP實現(xiàn)包括矢量變換、控制算法、PWM產(chǎn)生、編碼器信號處理、故障診斷等功能。

PMSM驅(qū)動器的硬件結(jié)構(gòu)

電動觀光車永磁同步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制

和磁場定向控制相區(qū)別，直接轉(zhuǎn)矩控制直接將電動機(jī)轉(zhuǎn)矩作為直接控制對象，省去了中間控制環(huán)節(jié)。

正弦波永磁同步電動機(jī)定子轉(zhuǎn)子磁鏈之間的夾角稱為轉(zhuǎn)矩角，轉(zhuǎn)矩角和電機(jī)轉(zhuǎn)矩聯(lián)系非常緊密，如圖所示。在控制定子磁鏈幅值恒定的條件下，通過控制轉(zhuǎn)矩角即可實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的迅速控制，其基本實現(xiàn)過程是：首先通過磁鏈觀測器觀測電機(jī)的定子磁鏈，進(jìn)而計算電機(jī)轉(zhuǎn)矩，將電機(jī)實際磁鏈和轉(zhuǎn)矩分別與給定值比較，經(jīng)過磁鏈和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器得到輸出結(jié)果，結(jié)合定子磁鏈扇區(qū)信號選擇空間電壓矢量，控制定子磁鏈幅值恒定和轉(zhuǎn)矩角的變化，終實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩的直接控制。

永磁同步電動機(jī)的矩角特性

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