基于矢量控制的永磁同步电机控制方法研究

张会娟，姚艳艳，刘建娟，吴才章，陈红梅

(河南工业大学 电气工程学院，郑州 450000)

0 引言

PMSM制作工艺得到发展的同时，其控制策略也得到了快速发展[1-2]。PMSM本身就是一个多变量、强耦合的控制对象，对其控制参数进行解耦是提高电机控制精度最有效的方法。矢量控制和直接转矩控制是最为常见的解耦控制策略[3-5]。矢量控制首先将定子电流分解为电磁转矩电流和励磁电流，实现电机电流参数的解耦，再对两个电流分量进行独立控制，最终实现PMSM的解耦控制，其控制效果在一定程度上依赖于电机数学模型的准确型[6]。矢量控制是从定子磁链着手研究，通过坐标转换，将定子磁链转换到与转子磁链方向上进行控制，因此，该方法也被称为磁场定向控制[7-8]。直接转矩控制与矢量控制的相同之处在其控制也是基于PMSM数学模型进行控制，但对模型的依赖程度比较低；不同之处在于直接转矩控制，不需坐标系之间的相互转化，而是直接对电机的总磁链进行研究[9]。

矢量控制虽然对电机数学模型有一定的依赖，但是该方法控制下的PMSM系统稳定性更好，响应速度快。id=0控制、cosφ=1控制、最大转矩/电流比控制、弱磁控制、最大效率控制等[10-12]是较常见的矢量控制方法。其中id=0矢量控制应用最广，该策略在控制过程中电机的转矩角一直保持90°不变，因此该方法又被称为恒转矩角控制。此外，无论是表贴式还是内置式PMSM，id=0矢量控制效果可以与直流电机相媲美，尤其是在低速范围内，控制效果更为突出[13]。……