PMSM弱磁控制的电压、电流极限圆幅值的含义

逻辑有点乱,其中涉及坐标变换的部分,可以参考另一篇博文永磁同步电机dq坐标系中转矩公式中系数3/2的由来

设计SVPWM算法的,参考SVPWM

PMSM的电流、电压约束方程为

  • Id2 + Iq2 = Imax2
  • (wrLdId + wrPM)2 + (wrLqIq)2 = Umax2

式中

  • Imax2——电机允许运行的最大电流(额定)或者逆变器所允许的最大运行电流定额(同下)
  • Umax2——电机额定电压者逆变器所允许的最大输出电压,其值大小取决于直流侧电压值(还没弱磁的时候,极限椭圆比较大,但是不能大过额定电压,弱磁的时候,就是逆变器输出的旋转矢量最大幅值)

对这两句话,一直没有很好地理解,下面简要分析一下。

PMSM弱磁控制的电压、电流极限圆幅值的含义_第1张图片
由上图可以看出,这两个极限值就是dq轴电压、电流的矢量合成值,但是极限值和额定值有什么关系?(没关系,两个不同的概念)

当相电压为三相平衡正弦电压时,三相合成矢量的幅值=相电压幅值,即Usmax = Ummax ,故(下文的m代表 相,l代表 线)

  • Usmax——逆变器输出的合成电压旋转矢量的最大幅值,也是电机端的旋转矢量
  • Udc——逆变器直流侧电压
  • 下文的m代表 相,l代表 线
  • 推导的前提是按幅值不变的原则,逆变器与电机的连接方式是“Y”。

PMSM弱磁控制的电压、电流极限圆幅值的含义_第2张图片下面再给出,功率不变的推导,图片小一点,以分清主次
PMSM弱磁控制的电压、电流极限圆幅值的含义_第3张图片

再看唐任远先生的《现代永磁电机的理论与设计》p249和P251中写的结论(基于功率不变),有种豁然开朗的感觉,理清楚这些关系对于做弱磁控制来说很重要。

PMSM弱磁控制的电压、电流极限圆幅值的含义_第4张图片
书上dq轴系统中的电压极限值ulim指的就是上文的Usmax = 根号(Ud2 + Uq2),所以为什么说他基于功率不变,按上面功率不变的结论推这个公式即可。

综上所述,极限圆中值的含义可能是有条件的,做ANSYS仿真时,也要注意,以上的分析只是提供一个思路,肯定有很多漏洞,只是用我懂得方法解释那些大家都懂的原理。

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