一种改进型超前角弱磁控制算法

于家斌， 秦晓飞， 郑军， 王云宽

(中国科学院自动化研究所，北京100190)

0 引言

永磁同步电机是数控机床的核心部件，其高速化是数控系统发展的主要趋势之一［1］。为了满足对各种工件的加工要求，在逆变器容量一定的情况下永磁同步电机不但应有较宽的调速范围，而且应在高速时具有较强的带载能力。因而，其弱磁控制策略成为目前研究的热点之一。

针对永磁同步电机的弱磁控制，国内外一些学者分别提出了六步电压法，电流调节器法，自适应弱磁控制法，非线性降维观测器法等弱磁控制策略［2－5］。但是这些方法都较为复杂，实现困难。在此基础上，一些学者提出了便于实现的改进型方法，例如利用d，q轴电流和电压外环输出的电压差修正电流设定值的方法，简化的电压控制算法，基于气隙磁场定向的弱磁控制算法，超前角弱磁控制算法等［6－9］。然而针对提高弱磁阶段电机带载能力研究的相关文献却比较少。

超前角弱磁控制算法是目前较为常用的弱磁控制方法［9］。运用该算法控制表贴式永磁同步电机运行于弱磁区时，随着负载的增加，通常会出现如下问题:从恒转矩区到恒功率区的过渡过程中，出现较大的电流震荡，从而引起速度波动，系统的动态性能变差。而在恒功率区，会出现稳态速度下降的现象，稳态时的速度和电流波动也会变大，系统的稳态性能不佳。

为此，本文在分析传统超前角弱磁控制算法原理的基础上，提出了一种改进型超前角弱磁控制算法，并通过实验结果验证了算法的正确性和有效性。……