低载波比工况下永磁同步电机磁链矢量轨迹分析

永磁同步电机采用空间矢量脉宽调制控制时,每个PWM周期内施加适当的电压矢量(包括电压矢量的模值、相位及作用时间)。通常情况下电机的每个基波周期内包含多个PWM周期,因此电压矢量的积分会产生一个多边形的磁链矢量运行轨迹,接近于圆形轨迹。但是,当载波比(即PWM频率与电机基波频率之比)较低时,气隙磁链矢量的多边形运行轨迹的边数很少,远远偏离于圆形,导致电流矢量的运行轨迹也偏离圆形,从而使得相电流波形畸变、电机的矢量控制性能恶化。本文将对比分析常规三相永磁同步电机和双三相永磁同步电机的数学模型、电压矢量的合成以及磁链矢量的轨迹特性,为在低载波比工况下改善电机的控制性能提供理论依据。

低载波比下的永磁同步电机无传感器控制

提出一种适用于低载波比运行条件下的永磁同步电机无传感器控制方法。首先,分析了电流环在传统PI以及复矢量调节器控制下对系统解耦性能的影响,提出一种改进型复矢量调节器对系统电流环进行调节,有效提高系统低载波比运行下的解耦性能。其次,设计一种同步旋转坐标系下的全阶状态观测器,对电机转子位置进行有效观测。实验结果验证了提出控制方法的有效性和可行性。