永磁同步電機(jī)矢量控制簡(jiǎn)要原理

1、關(guān)于 1.5KW 永磁同步電機(jī)控制器的初步方案 基于永磁同步電機(jī)自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 要實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速及位置的伺服 控制，采用矢量控制算法結(jié)合 SVPW M技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制， 通過改變電機(jī)定子電壓頻率即可實(shí)現(xiàn)調(diào)速， 為防止失步， 采用自控方 式，利用轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)控制逆變器輸出電流頻率， 同時(shí)轉(zhuǎn)子位置 檢測(cè)信號(hào)作為同步電機(jī)的啟動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)位置伺服功能的組成部分。 矢量控制的基本思想是在三相永磁同步電動(dòng)機(jī)上設(shè)法模擬直流 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的規(guī)律， 在磁場(chǎng)定向坐標(biāo)上， 將電流矢量分量分解成 產(chǎn)生磁通的勵(lì)磁電流分量id和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流iq分量，并使兩 分量互相垂直，彼此獨(dú)立。當(dāng)給定ld=O,這時(shí)根據(jù)

2、電機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式可 以得到轉(zhuǎn)矩與主磁通和iq乘積成正比。由于給定ld=0，那么主磁通 就基本恒定，這樣只要調(diào)節(jié)電流轉(zhuǎn)矩分量 iq 就可以像控制直流電動(dòng) 機(jī)一樣控制永磁同步電機(jī)。 根據(jù)這一思想，初步設(shè)想系統(tǒng)的主要組成部分為： 主控制板部分， 電源及驅(qū)動(dòng)板部分，輸入輸出部分。 其中主控制板部分即DSP板,根據(jù)控制指令和位置速度傳感器以 及采集的電壓電流信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算， 并輸出用于控制逆變器部分的控制 信號(hào)。 電源和驅(qū)動(dòng)板部分主要負(fù)責(zé)給各個(gè)部分供電， 并提供給逆變器部 分相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以及將控制信號(hào)與主回路的高壓部分隔離開。 輸入輸出部分用來輸入控制量，顯示實(shí)時(shí)信息等。 原理框圖如下: 基本控制過程：

3、速度給定信號(hào)與檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子信號(hào)相比較，經(jīng)過速度 控制器的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生定子電流轉(zhuǎn)矩分量lsq_ref,用這個(gè)電流量作為電 流控制器的給定信號(hào)。勵(lì)磁分量lsd_ref由外部給定，當(dāng)勵(lì)磁分量為 零時(shí)，從電機(jī)端口看，永磁同步電機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)他勵(lì)直流電機(jī)，磁通 基本恒定，簡(jiǎn)化了控制問題。另一端通過電流采樣得到三相定子電流， 經(jīng)過Clarke變換將其變?yōu)閍 - 3兩相靜止坐標(biāo)系下的電流，再通過park 變換將其變?yōu)閐-q兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流Isq, Isd，分別與兩個(gè)調(diào)節(jié) 器的參考值比較，經(jīng)過控制器調(diào)節(jié)后變?yōu)殡妷盒盘?hào) Vsd_ref和Vsq_ref, 再經(jīng)過park逆變換，得到Vsa_ref和Vsb_ref作為SVP