同步永磁電機(jī)原理

控制方式

永磁同步電機(jī)恒壓頻比控制方法

永磁同步電機(jī)的恒壓頻比控制方法與交流感應(yīng)電機(jī)的恒壓頻比控制方法相似，控制電機(jī)輸入電壓的幅值和頻率同時(shí)變化，從而使電機(jī)磁通恒定，恒壓頻比控制方法可以適應(yīng)大范圍調(diào)速系統(tǒng)的要求。

在不反饋電流、電壓或位置等物理信號(hào)的前提下，仍能達(dá)到一定的控制精度，這是恒壓頻比控制方法的較大優(yōu)點(diǎn)。恒壓頻比控制方法控制算法簡(jiǎn)單、硬件成本低廉，在通用變頻器領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。恒壓頻比控制方法的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)，由于在控制過(guò)程中沒(méi)有反饋速度、位置或任何其他的信號(hào)，所以幾乎*不能獲得電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信息，更無(wú)法精確控制轉(zhuǎn)速或電磁轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)性能一般，動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，尤其在給定目標(biāo)速度發(fā)生變化或者負(fù)載突變時(shí)，容易產(chǎn)生失步和振蕩等問(wèn)題。顯然，該種控制方法不能分別控制轉(zhuǎn)矩和勵(lì)磁電流，在控制過(guò)程中容易存在較大的勵(lì)磁電流，影響電機(jī)的效率。因此，此種控制方法常用于性能需求較低的通用變頻器中，如空調(diào)、流水線的傳送帶驅(qū)動(dòng)控制、水泵和風(fēng)機(jī)的節(jié)能運(yùn)行等。

永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)

直接轉(zhuǎn)矩控制（Direct Self-Control ，DSC）在定子靜止坐標(biāo)系上構(gòu)建磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩模型，通過(guò)施加不同的電壓矢量實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。直接轉(zhuǎn)矩控制方法有著算法簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)，因此，在要求高瞬態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)的場(chǎng)合，此種方法得到了廣泛應(yīng)用。

由于控制存在固有的缺點(diǎn)使得直接轉(zhuǎn)矩控制方法在速度較低時(shí)控制頻率低，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大。因此減小低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也成了直接轉(zhuǎn)矩控制方法中的研究熱點(diǎn)，孫笑輝等通過(guò)優(yōu)化電壓矢量作用時(shí)間來(lái)減小低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，效果較好。D.casadei等人基于離散空間矢量調(diào)制技術(shù)將直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用于交流感應(yīng)電機(jī)的控制中，減小了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。 

永磁同步電機(jī)矢量控制技術(shù)

矢量控制技術(shù)誕生于上世紀(jì) 70 年代初，永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)是參照直流電機(jī)的控制策略，利用坐標(biāo)變換將采集到的電機(jī)三相定子電流、磁鏈等矢量按照轉(zhuǎn)子磁鏈這一旋轉(zhuǎn)矢量的方向分解成兩個(gè)分量，一個(gè)沿著轉(zhuǎn)子磁鏈方向，稱為直軸勵(lì)磁電流；另一個(gè)正交于轉(zhuǎn)子磁鏈方向，稱為交軸轉(zhuǎn)矩電流。根據(jù)不同的控制目標(biāo)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制，使控制系統(tǒng)獲得良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 [2] 

根據(jù)不同的控制目標(biāo)，永磁同步電機(jī)矢量控制算法可以分為以下幾種：id=0控制、最大轉(zhuǎn)矩/電流控制、弱磁控制等。這些性能指標(biāo)均可以通過(guò)對(duì)直軸勵(lì)磁電流和交軸轉(zhuǎn)矩電流的獨(dú)立控制來(lái)實(shí)現(xiàn)

同步永磁電機(jī)原理特點(diǎn)

1、改變了機(jī)械裝備的傳動(dòng)模式，將永磁電機(jī)與機(jī)械負(fù)載融為一體，簡(jiǎn)化機(jī)械裝備的傳動(dòng)鏈，減掉傳統(tǒng)低速機(jī)械運(yùn)行所需的龐大復(fù)雜的齒輪減速機(jī)，可減少許多制造成本與人力成本。
2、提供機(jī)械裝備傳動(dòng)效率，永磁電機(jī)與異步電動(dòng)機(jī)相比，本身效率與功率因數(shù)等力能指標(biāo)有明顯的*性，再加上取消了機(jī)械裝備的中間環(huán)節(jié)，大幅度的提供了傳動(dòng)鏈的效率。
3、采用變頻起動(dòng)，系統(tǒng)帶載起動(dòng)能力強(qiáng)，切降低了大的起動(dòng)點(diǎn)了給電網(wǎng)帶來(lái)的沖擊，同時(shí)也降低了傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械沖擊。

應(yīng)用范圍

應(yīng)用越發(fā)廣泛，包括艦艇及潛艇用永磁電機(jī)、坦克及裝甲車驅(qū)動(dòng)用永磁電機(jī)、船用推進(jìn)器永磁電機(jī)、航天用驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)。
可實(shí)現(xiàn)按需調(diào)節(jié)，降低無(wú)效能耗。
電機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，揚(yáng)程和流量都有較大余量問(wèn)題，采用變頻調(diào)速，可以根據(jù)實(shí)際的揚(yáng)程和流量需求匹配電機(jī)的轉(zhuǎn)速和運(yùn)行數(shù)量，使機(jī)組實(shí)時(shí)高效運(yùn)行，降低無(wú)效能耗。