永磁同步电机.doc

同普通步进电机相比，永磁式同步电机控制系统具有更高的运行速度，运行性能更稳定，位置控制能力更强。永磁式同步电动机具有简单的结构、小巧的体积、良好的功率因素、较高的效率和易于维护保养等特点现在常用的永磁式同步电机的控制方法主要有以下几种方式：1、空间矢量控制技术(SVPWM)空间矢量控制技术的核心思想是将电动机的三相电流、电压、磁链经过坐标的变换转变为转子和磁链定向的两相参考坐标系，参照直流电机的控制思想，从而完成电机转矩的控制。磁场定向矢量控制是有良好的转矩响应的优点，速度控制的精准性比较高，零速时能够实现全负载。但是，矢量控制系统也有缺点，因为需要确定转子的磁链，所以需要进行坐标变换，这使得运算量变得很大，并且还要考虑到电机转子参数变动造成的影响，这使得系统变得比较复杂。2、直接转矩控制(DTC)直接转矩控制是通过对定子磁链定向从而实现对定子转矩和磁链的直接控制。其控制思想就是将检测到的电机转矩和磁链的幅值设定值进行比较，并通过调节器直接从离线计算的开关表中选定合适的定子电压空闻矢量，从而控制逆变器功率开关的工作状态状态。直接转矩控制虽然还是以矢量控制理论为基础，但是不需要实时进行矢量坐标变换，在设计初对电机模型进行了简化处理。直接转矩控制的结构简单，性能受到电机参数变化的影响比较小。其不足之处有：逆变器的开关频率不固定；电流和转矩的脉动比较大；需要比较的采样频率等。3、基于空间矢量调制的直接转矩控制(SVM-DTC)SVM-DTC 控制就是将原来矢量控制和直接转矩结合在一起，其理论基础是直接转矩控制理论，SVM-DTC 是基于转矩角控制的。根据测得的转矩角变化量和磁链矢量的位置，得到在下一个周期时磁链的位置，进而得到所需要的电压矢量，并驱动逆变器。SVM-DTC 控制中由于是利用磁链的变化来确定控制量的，所以对磁链估计的准确程度对控制系统有较大的影响，而估计的准确性又有赖于电机参数的稳定。4、模型参考自适应控制(MRAS)在模型参考自适应控制系统中，需要为系统建立参考模型，它的输出就是理想的响应。在系统运行时通过比较参考模型和系统实际过程的输出，并调节可调模型的部分参数或者产生一个辅助输入，而使得实际输出与参考模型输出的偏差尽可能的小。实际中，通常用于速度估计来实现无速度传感器的运行方式。因此，可调模型的精确程度决定了模型参考自适应控制系统的性能，它对系统的稳定运行起着至关重要的作用。但是自适应控制律参数的整定比较困难，这对控制精度的影响很大。5、基于状态观测器控制这种控制是在永磁同步电机已建立的数学模型基础上构造出观测器，以观测控制系统中每个量的状态，从而得到速度等控制量。这种控制的效果好坏也依赖于电机模型准确性的高低，当电机低速运行或者温度升高而导致参数法身变化会给控制带来比较大的偏差。6、智能控制智能化的算法如模糊控制、神经网络控制、参数自整定等等，多次试运行后，自动将参数整定出来，实现最优化控制。智能控制虽然拥有很多优点，但是它的控制性能好坏依赖于控制对象；同时，智能系统的计算量比较大，并且对控制器也有一定的要求。永磁同步电机的示意图矢量控制理论，从而使得交流电机的控制理论得到了跨越式的提高。这一控制理论的主要思想就是将电机在三相坐标系下的电压、电流和磁链转变为两相坐标系下的对应交直轴电流。然后借用对直流电机的控制方法对永磁同步电机的转矩进行控制。电机的直接转矩控制理论。直接转矩控制是通过对电机定子磁链的定向，实现对电机转矩和的定子磁链直接控制。其控制思想的核心是在电机运行中实时检测受控电机的磁链和转矩的幅值，并分别将实际测得转矩和磁链的值与他们的给定值进行比较，利用比较后的结果，再离线计算并由控制器从一个预先设计好的开关状态表当中选择出最合适比较结果的定子电压的空间矢量，进而通过对逆变器的六个功率开关的开关状态进行控制得到需要的电机转矩。所以在高精度的电力传动控制系统中采用矢量控制方案，而在对象调速范围和控制性能的要求都不高的系统中可以采用直接转矩控制。永磁同步电机的无速度传感器控制方法1 利用定子端电压的电流计算