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永磁同步电机的弱磁控制研究

尹小敏  
【摘要】:永磁同步电机因其效率高、功率密度高、调速范围宽等优势,得到了广泛的应用,特别是随着近年来永磁材料的发展而越来越受到重视。将弱磁控制引入到永磁同步电机的控制策略中,可以显著提高其调速范围,拓宽其应用领域。本文概要描述了永磁同步电机的结构特点和优势,归纳和总结了永磁同步电机常用的控制方法以及弱磁控制的国内外发展现状。对永磁同步电机控制中常用的坐标变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术和矢量控制策略进行了较全面的分析和介绍,为永磁同步电机的弱磁控制研究提供必要的理论基础。针对永磁同步电机的弱磁控制研究,首先分析了弱磁控制的必要性,通过电流极限圆和电压极限圆的曲线分析方法介绍了弱磁控制的基本原理、实现过程和控制区间;在传统控制方法的基础上,分析和推导了加入弱磁控制的永磁同步电机矢量控制策略;为了提高逆变器的输出能力,研究了逆变器的过调制原理和方法,并将其应用于永磁同步电机的弱磁控制策略中。在MATLAB/SINMULINK环境中,首先对SVPWM技术和过调制技术的实现进行了专门的仿真研究,最后,分别对隐极式和凸极式永磁同步电机搭建了弱磁控制策略的SIMULINK仿真模型,对弱磁控制的有效性进行了系统的仿真验证。


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