如何通過(guò)控制策略優(yōu)化永磁同步電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)?
要優(yōu)化永磁同步電機(jī)反電動(dòng)勢(shì),可以從以下方面著手。
首先,提高磁場(chǎng)強(qiáng)度,選擇高性能的永磁材料如釹鐵硼磁鐵來(lái)增加磁場(chǎng)強(qiáng)度。
其次,優(yōu)化磁路設(shè)計(jì),合理安排永磁體的形狀、尺寸和位置,充分利用磁場(chǎng)。
再者,改進(jìn)繞組設(shè)計(jì),確定合適的匝數(shù)、導(dǎo)線截面積和分布,降低電阻和漏感。
還有,在控制算法上,采用矢量控制、無(wú)傳感器控制等先進(jìn)算法,提升響應(yīng)速度和效率。
另外,要降低磁阻損耗,減少永磁體與定子繞組間的磁阻。
對(duì)于電流諧波抑制,可從兩方面入手。一是改進(jìn)和優(yōu)化電機(jī)本體結(jié)構(gòu),像采用斜槽或斜極、優(yōu)化永磁體形狀、改進(jìn)定子繞組類型和磁路等,削弱反電動(dòng)勢(shì)畸變,降低諧波含量。二是從系統(tǒng)控制策略角度,利用諧波補(bǔ)償算法,比如諧波電壓補(bǔ)償、多旋轉(zhuǎn)PI控制、比例諧振控制、復(fù)矢量PI控制、重復(fù)控制、自抗擾控制等。但這些控制策略各有優(yōu)缺點(diǎn),比如多旋轉(zhuǎn)PI控制諧波抑制效果好但參數(shù)整定難,比例諧振控制參數(shù)整定是難題,重復(fù)控制對(duì)非周期性擾動(dòng)無(wú)法抑制,自抗擾控制器參數(shù)多且整定困難。
在弱磁控制方面,其原理來(lái)自他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)磁控制。當(dāng)電樞電壓達(dá)極限值,要使轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高,就得減小氣隙磁鏈,可利用直軸電樞電流去磁作用削弱轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁通。內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)弱磁控制效果好,表面貼裝式因氣隙大去磁效果差。實(shí)現(xiàn)弱磁控制,要考慮電壓極限橢圓和電流極限橢圓,電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)電流矢量終點(diǎn)須在二者公共區(qū)域。確定弱磁區(qū)域也很關(guān)鍵,根據(jù)運(yùn)行情況可分弱磁區(qū)域I和II。在實(shí)際應(yīng)用中,電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)基速后需弱磁控制,通過(guò)減小直軸和交軸電流實(shí)現(xiàn),同時(shí)要確定設(shè)定電流修正值大小。
此外,基于正弦波注入的無(wú)感控制策略通過(guò)對(duì)相電流正弦波注入推算轉(zhuǎn)子位置,能減少系統(tǒng)復(fù)雜性和成本。高頻脈沖注入可提高估計(jì)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,但對(duì)硬件和控制系統(tǒng)要求高。方波注入能提高估計(jì)精度和穩(wěn)定性,但會(huì)增加計(jì)算復(fù)雜度和硬件要求。