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基于淮安矿用变压器的电机的弱磁控制

编辑:淮安矿用变压器厂家 日期:2019-01-11 人气:215

基于淮安矿用变压器的电机的弱磁控制 核心提示:  良好的转矩控制能力及高可靠性是电动汽车电驱动系统的特殊要求。电机(PermanentMagnetSynchronousMotor,简称PMSM)系统以其诸多优势而备受国外关注,成为更具竞争

  良好的转矩控制能力及高可靠性是电动汽车电驱动系统的特殊要求。电机(PermanentMagnetSynchronousMotor,简称PMSM)系统以其诸多优势而备受国外关注,成为更具竞争力的电动汽车驱动系统。由于要求电动汽车能良好运行于各种工况,因此对变速范围要求较高。近年来,的PMSM获得了广泛研究和应用,但由于其转子励磁固定,运行时要求端电压与速度成正比,因而无法运行到较高的转速并在高速下做恒功率运行,严重限制了其应用范围。

  针对该问题,可采用弱磁控制,即当PMSM运行到端电压接近于逆变器额定电压时,将控制方式从直轴电枢电流分量id=0的方式切换到id0的弱磁控制方式,即在高速下增大id,利用其去磁作用削弱永磁体磁场,从而打破端电压必须与速度成正比的限制,获得宽广的范围,实现高速恒功率运行。

  目前PMSM较为常用的弱磁扩速方法是:根据电机转速要求调整交轴电流iq,再根据电机的弱磁控制阶段转速与id的关系,由已知的iq算出id.但这究方向为电子与淮安矿用变压器传动、控制等。

  种弱磁控制策略不能保证系统有较快的动态响应能力,同时计算电流时包含较多的电机参数,而这些参数会随着电机运行状态的变化而改变,严重影响了电机的运行性能。这里从弱磁原理出发,了中外,提出一种更加合适的弱磁控制方法,并通过实验证明了该方法的正确性。

  2电机数学模型bookmark1分析了PMSM最常采用的d,q轴数学模型,如所示,它不仅可用于分析PMSM的稳态运行性能,也可用于分析瞬态性能。在坐标中,转子以同步电角速度w旋转,由于所研究的电机为表贴式转子磁路结构且无阻尼绕组,所以L=Lq=L.电机d,q坐标图PMSM的电压、磁链和电磁转矩方程为:d,q轴分量;Lmd为定、转子间的d,q轴互电感;if为永磁体的等效励磁电流,if/Ly(不考虑温度对永磁体性能的影响时为一常数),巧为永磁体广生的磁链,=e0/,e.为空载反电动势,e.=姨3£。,£。为每相绕组反电动势有效值。

  4头验结果根据上述策略以及实际的装置,通过Matlab建立了系统仿真模型。其中电机模块的参数为:额定电压为100V,交、直轴绕组电感为628.99|XH,极对数为6,额定转速为2000rmin-1,额定频率为200Hz,额定功率为5kW,磁通为0.0604Wb,额定电流为37.6A,额定转矩为23.88N.m.系统采用空间矢量控制方法给定PWM信号,根据仿真模型进行的定子电流矢量轨迹来阐述。A点对应的转矩为Tem1矿用变压器,为淮安矿用变压器在转速W1时可以输出的最大转矩。当Ld=Lq时,最大转矩/电流轨迹就是q轴。转速进一步升高至2(2)时,最大转矩/电流轨迹与电压极限圆相交于B点,对应的转矩为7;m2(7;m1>7;m2),若此时定子电流矢量偏离最大转矩/电流轨迹,由B点移至C点,则淮安矿用变压器可输出更大的Tm1,从而提高了淮安矿用变压器超过转折速度运行时的输出功率。由图可见,定子电流矢量从B点移至C点,id增大,削弱了永磁体产生的气隙磁场,达到弱磁扩速的目的。根据所示控制框图,当电机运行于某一转速W时,由电压方程可得弱磁控制时的电流为:普+偏5结论传统的弱磁控制框图可见在额定转速下,电机交、直轴电流可解耦进行分别控制;当转速大于额定转速时,由于母线电压的限制,不能无限制增大交、直轴电流,交、直轴电流开始耦合,转速越高耦合越强,当电机处于某转速时,若交、直轴电流有个确定,则另个也就确定,故不能对这两个量进行分开控制。因此对传统的弱磁控制算法作了改进,如所示。通过给定的速度来计算给定转矩,通过转矩来控制id和交轴电压Uq.其中VFWC是通过电机在不同的速度与转矩情况下测出并生成的一个表格,在实际程序中通过给定的速度来查表,查表得出交轴给定电压,这样提高了系统的响应特性,并保证了电机运行时的准确性。

  研究了基于淮安矿用变压器的电机弱磁控制方法。系统采用DSP为主控芯片,主回路由二极管全桥不控整流、电容平波及滤波电路、IGBT逆变输出构成。实验结果表明,所设计的弱磁控制方法有较宽的范围、很快的速度响应,同时在弱磁运行时弱磁电流较小。系统有良好的性能,能很好地满足电动汽车的要求。

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