电动观光车永磁同步电动机的控制

2015-07-07 10:56:15   来源:   评论:0   点击:   [收藏]

电动观光车永磁同步电动机磁场定向控制磁场定向控制技术,或称为矢量控制技术,其基本思想是借鉴直流电动机中转矩电流和励磁电流正交解耦、分别可控的特点,通过旋转坐标变换将交流电动机等效成直流电动机,分别...
电动观光车永磁同步电动机磁场定向控制

磁场定向控制技术,或称为矢量控制技术,其基本思想是借鉴直流电动机中转矩电流和励磁电流正交解耦、分别可控的特点,通过旋转坐标变换将交流电动机等效成直流电动机,分别控制电枢电流中的励磁电流和转矩电流分量使交流电动机获得像直流电动机一样优异的调速性能。

磁场定向控制理论以及基于磁场定向控制技术的交流调速系统得以广泛应用。磁场定向控制根据所选择的定向磁场的不同又可以分为:气隙磁场矢量定向、定子磁场矢量定向和转子磁场矢量定向。对于永磁同步电动机而言,由于转子永磁体磁链恒定,一般采用转子磁场定向控制。

电动汽车驱动电机的控制,本质上是电机转矩的控制,而正弦波永磁同步电机磁场定向控制通过对直交轴电流的分别控制实现对电机转矩的间接控制。根据控制目标的不同,定子直交轴电流的具体控制方法可分为id=0控制(将控制直轴电流为零作为目标)、最大转矩电流比控制、单位功率因数控制,恒磁链控制等。

传统磁场定向控制方法大都是通过电流环来实现对电机转矩的间接控制。基于磁场定向矢量控制的PMSM驱动器如图所示。驱动器硬件中的DSP实现包括矢量变换、控制算法、PWM产生、编码器信号处理、故障诊断等功能。


 

PMSM驱动器的硬件结构

电动观光车永磁同步电动机直接转矩控制

和磁场定向控制相区别,直接转矩控制直接将电动机转矩作为直接控制对象,省去了中间控制环节。

正弦波永磁同步电动机定子转子磁链之间的夹角称为转矩角,转矩角和电机转矩联系非常紧密,如图所示。在控制定子磁链幅值恒定的条件下,通过控制转矩角即可实现对电机转矩的迅速控制,其基本实现过程是:首先通过磁链观测器观测电机的定子磁链,进而计算电机转矩,将电机实际磁链和转矩分别与给定值比较,经过磁链和转矩调节器得到输出结果,结合定子磁链扇区信号选择空间电压矢量,控制定子磁链幅值恒定和转矩角的变化,最终实现对电机转矩的直接控制。


 

永磁同步电动机的矩角特性

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