如何通過控制策略優(yōu)化永磁同步電機反電動勢?
要優(yōu)化永磁同步電機反電動勢,可以從以下方面著手。
首先,提高磁場強度,選擇高性能的永磁材料如釹鐵硼磁鐵來增加磁場強度。
其次,優(yōu)化磁路設(shè)計,合理安排永磁體的形狀、尺寸和位置,充分利用磁場。
再者,改進(jìn)繞組設(shè)計,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,削弱反電動勢畸變,降低諧波含量。二是從系統(tǒng)控制策略角度,利用諧波補償算法,比如諧波電壓補償、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,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)控制對非周期性擾動無法抑制,自抗擾控制器參數(shù)多且整定困難。
在弱磁控制方面,其原理來自他勵直流電動機的調(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)子勵磁磁通。內(nèi)埋式永磁同步電機弱磁控制效果好,表面貼裝式因氣隙大去磁效果差。實現(xiàn)弱磁控制,要考慮電壓極限橢圓和電流極限橢圓,電機穩(wěn)定運行時電流矢量終點須在二者公共區(qū)域。確定弱磁區(qū)域也很關(guān)鍵,根據(jù)運行情況可分弱磁區(qū)域I和II。在實際應(yīng)用中,電機轉(zhuǎn)速達(dá)基速后需弱磁控制,通過減小直軸和交軸電流實現(xiàn),同時要確定設(shè)定電流修正值大小。
此外,基于正弦波注入的無感控制策略通過對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精度和動態(tài)響應(yīng)速度,但對硬件和控制系統(tǒng)要求高。方波注入能提高估計精度和穩(wěn)定性,但會增加計算復(fù)雜度和硬件要求。