永磁同步電動機(jī)定子磁鏈對電機(jī)性能影響的研究

徐大利，謝青海，崔 嵬，王 濤，孟鳳果

（河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 邢臺054000）

永磁同步電動機(jī)（PMSM）的矢量控制方式中，逆變器有兩種運(yùn)行方式，分別是電流滯環(huán)控制方式和電壓空間矢量控制方式[1]。定子磁鏈對電動機(jī)的性能影響較大，不同的逆變方式，定子磁鏈表現(xiàn)不同，優(yōu)良的定子磁鏈，會得到較好的電動機(jī)性能。

1 觀測PMSM 定子磁鏈

PMSM 的數(shù)學(xué)變量為[1]

經(jīng)過公式變換，得到PMSM 表達(dá)式為：

進(jìn)一步變換公式，得到判別矩陣：

通過對永磁同步電動機(jī)矢量控制和電流滯環(huán)逆變控制的分析，在Matlab 中，建立數(shù)學(xué)模型如圖1 所示[4][5][6]，用同樣的方法可以建立電壓空間矢量控制的數(shù)學(xué)模型。

圖1 電流滯環(huán)逆變控制模型

2 實(shí)驗(yàn)仿真分析

圖2 是電流滯環(huán)逆變控制方式下的電動機(jī)速度響應(yīng)，圖3 是電壓空間矢量控制方式下的電動機(jī)速度響應(yīng)。圖4 是電流滯環(huán)逆變控制方式下的電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，圖5 是電壓空間矢量控制方式下的電動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)。圖6 是電流滯環(huán)逆變控制方式下的電動機(jī)定子磁鏈響應(yīng)，圖7 是電壓空間矢量控制方式下的電動機(jī)定子磁鏈響應(yīng)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比我們發(fā)現(xiàn)，電壓空間矢量控制方式下電動機(jī)定子磁鏈明顯優(yōu)于電流滯環(huán)逆變控制方式下的定子磁鏈，相應(yīng)的，電磁轉(zhuǎn)矩性能也更好。

圖2 電流滯環(huán)跟蹤控制速度響應(yīng)

圖3 電壓空間矢量控制速度響應(yīng)

圖4 電流滯環(huán)跟蹤控制電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)局部

圖5 電壓空間矢量控制電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)局部

圖6 電流滯環(huán)跟蹤控制磁鏈

圖7 電壓空間矢量控制磁鏈

3 結(jié) 論

永磁同步電動機(jī)的定子磁鏈?zhǔn)强梢杂^測的。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：優(yōu)良的定子磁鏈，會得到較好的電動機(jī)性能。