永磁同步电机弱磁调速的研究

睢丙东 韩伟

摘 要：永磁同步电机弱磁调速是现代电机研究的热点之一，解释永磁同步电机传统的弱磁控制原理，研究分析传统弱磁调速的主要缺陷及限制调速范围的因素。阐述弱磁调速的研究现状以及总结研究的新动向。

关键词：永磁同步电机;弱磁调速;调速范围

现代永磁同步电机因为具有高转矩密度、高效率、较为优秀的低速驱动性能以及较宽的调速范围，已经被广泛的应用于电动汽车的驱驱动中。永磁同步电机调速系统大多由直流电源、逆变器、控制器和电机组成。但是永磁同步电机励磁所采用的稀土永磁体，磁场不能被调节，因而需要采用弱磁控制的方法来提高转速。

当电机输出功率一定，在低转速时扭矩的提高必然带来额定转速的降低，此时需要弱磁调速控制，如果保持最高转速且稳定，则弱磁调速的范围也随之提高。因此对弱磁调速能力的研究对提升整个永磁同步电机控制系统的性能有着重要意义。

1 弱磁调速的基本原理

永磁同步电机弱磁控制原理在于对它励直流电动机的弱磁控制。由于PMSM的转子是永磁体，无法通过控制励磁电流的方法去实现弱磁控制，通过电流所产生的励磁来抵消永磁体的磁通方向从而实现弱磁控制。当转矩恒定且电机稳定运行时，忽略定子电子Rs，定子电压峰值表示为：

根据（1）式可知，当|ψs|稳定时，电机的转子转速ωr和定子电压成正比，且由于最大电压值|ψs|的约束，转速ωr受到限制，电机会达到最大转速为ωn，称其为转折速度。……