由于转子结构的不同,这两种电机的性能也有所不同。表贴式的永磁同步电动机的磁场转矩略大于它的电磁转矩,所以弱磁能力有限,适用于低速驱动领域。内置式永磁同步电机由于永磁体在电机转子铁芯内部,降低了在弱磁状态下永磁体在电枢磁场内部退磁的可能性,加强了电机在不同环境下的适应能力。内置式的永磁同步电机转子所获得的电磁转矩由磁场转矩和磁阻转矩共同构成,所以其适用于高速恒功率和低速大转矩的系统中。
1.3 国内外发展现状与趋势
1.4 MTPA控制策略现状
最大转矩电流比控制(MTPA)就是指在转矩给定的情况下,通过运算使得定子电流值最小。对于凸极永磁同步电动机主电感在两相旋转坐标系下交、直轴的电感分量不相等,因而能够生成磁阻转矩,通过控制定子电流相位角可以控制id,iq。当定子电流一定时,存在一个电流相位角,使输出转矩值最大,这种控制可以得到最大转矩电流比控制系统。
实现这种控制策略的方法有很多种,目前主要采用的方法有如下几种:
(1) 公式法:通过对电磁转矩公式的求导求极值的方法,利用数学方法求解出转矩与定子交、直轴电流的关系表达式,达到对最大转矩电流比的控制目的。这种方法对于系统的承担运算负荷的能力有一定的要求。
(2) 查表法:将不同的转矩对应的最优的定子电流值记录储存,系统运行时通过查表的方式得出定子电流大小。该方法一般常用于实际工程中。相对于公式法,查表法对系统的运算能力要求较低。但其需要预先设计表格值,在系统中配置存储空间,并且表格电流的大小也需要事先的计算。
2永磁同步电机数学模型建立与分析
2.1 永磁同步电动机坐标变换
永磁同步电机的三相动态数学模型非常复杂,主要是由于电感矩阵的复杂耦合和转矩方程的复杂能量转换关系。因而从永磁同步电机的三相动态数学模型入手,分析求解这组非线性方程组,来设计其控制系统显得格外的困难。因此需要对该方程进行化简,而这种化简方式就称之为坐标变换。从电磁耦合关系入手来进行坐标转换,简化永磁同步电机的数学模型是设计交流电机复杂控制系统的重要手段。来`自^751论*文-网www.751com.cn
永磁同步电机定子绕组是分布对称的三相绕组a、b、c,三相之间相差120°的空间电角度。向其通入三相正弦电流,电机内部就形成了一个旋转磁场,旋转磁动势F在空间中成正弦分布,并以定子绕组通入的电流的角频率按三相电流正序旋转