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电动机矢量控制的实用方法

【摘要】:图8.24电池输出电压计算模块永磁同步电动机的矢量控制方法一般有以下几种:①Id=0控制;②最大转矩/电流控制;③恒功率弱磁控制;④最大功率控制。电动机的供电电流一般通过逆变器来提供,对于永磁同步电动机,其控制方法多是通过旋转坐标系来实现,多采用滞环电流控制和PI电流控制。当电动机的励磁磁链及d轴和q轴电感确定后,进而可根据电流矢量求得电动机转矩。

矢量控制技术的控制对象为随时间、空间不断变化的电压、电流、磁链等空间矢量。矢量控制技术的基础是空间坐标变换理论,它将三相交流量经坐标变换后转化为两相正交直流量,从而分别进行独立控制。因此,矢量控制技术解决了不同变量间耦合度高的问题,将交流电动机的控制问题等效为直流电动机的控制,达到解耦的目的。

图8.24 电池输出电压计算模块

永磁同步电动机的矢量控制方法一般有以下几种:①Id=0控制;②最大转矩/电流控制;③恒功率弱磁控制;④最大功率控制。矢量控制技术大多采用双闭环控制逻辑,分别是转速环、电流环。转速环的控制方法是根据传感器反馈的转速信号,实时追踪目标转速,使转速响应迅速且超调量小。电流环的控制方法是控制电流传感器反馈的实时电流,使其跟踪计算得到的目标电流值,进而影响转矩大小。电动机的供电电流一般通过逆变器来提供,对于永磁同步电动机,其控制方法多是通过旋转坐标系来实现,多采用滞环电流控制和PI电流控制。

从图8.25可以看出,通过电动机转子位置传感器检测电动机转子位置,并由此估算电动机转速;通过电流传感器检测三相电流,并经坐标转换,转换为d-q旋转坐标系下定子电流的d轴和q轴分量id和iq。其控制方法可采用滞环电流控制或PI控制,使实际的id和iq分别跟踪给定的id-ref和iq-ref。当电动机的励磁磁链及d轴和q轴电感确定后,进而可根据电流矢量求得电动机转矩。

图8.25 电动机矢量控制框图