電動觀光車永磁同步電動機的控制

引言：今天，電機控制器廠家-福州欣聯(lián)達將為大家分析關于“電動觀光車永磁同步電機的兩種控制技術”，即電動機的磁場定向控制技術和直接轉矩控制技術。

電動觀光車永磁同步電動機磁場定向控制

磁場定向控制技術，或稱為矢量控制技術，其基本思想是借鑒直流電動機中轉矩電流和勵磁電流正交解耦、分別可控的特點，通過旋轉坐標變換將交流電動機等效成直流電動機，分別控制電樞電流中的勵磁電流和轉矩電流分量使交流電動機獲得像直流電動機一樣優(yōu)異的調速性能。

磁場定向控制理論以及基于磁場定向控制技術的交流調速系統(tǒng)得以廣泛應用。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子磁場矢量定向。對于永磁同步電動機而言，由于轉子永磁體磁鏈恒定，一般采用轉子磁場定向控制。

對電動汽車驅動電機的控制，本質上是電機轉矩的控制，而正弦波永磁同步電機磁場定向控制通過對直交軸電流的分別控制實現(xiàn)對電機轉矩的間接控制。根據(jù)控制目標的不同，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）、大轉矩電流比控制、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)對電機轉矩的間接控制。基于磁場定向矢量控制的PMSM驅動器如圖所示。驅動器硬件中的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驅動器的硬件結構

電動觀光車永磁同步電動機直接轉矩控制

和磁場定向控制相區(qū)別，直接轉矩控制直接將電動機轉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定子轉子磁鏈之間的夾角稱為轉矩角，轉矩角和電機轉矩聯(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，通過控制轉矩角即可實現(xiàn)對電機轉矩的迅速控制，其基本實現(xiàn)過程是：首先通過磁鏈觀測器觀測電機的定子磁鏈，進而計算電機轉矩，將電機實際磁鏈和轉矩分別與給定值比較，經(jīng)過磁鏈和轉矩調節(jié)器得到輸出結果，結合定子磁鏈扇區(qū)信號選擇空間電壓矢量，控制定子磁鏈幅值恒定和轉矩角的變化，終實現(xiàn)對電機轉矩的直接控制。

永磁同步電動機的矩角特性

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