[发明专利]永磁同步电机(PMSM)的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及永磁同步电机(PMSM)的控制领域。

背景技术

永磁同步电机(PMSM)包括定子和转子。通常，定子包括以星形连接的绕组，转子包括永磁铁。

永磁同步电机习惯上由逆变器提供动力，逆变器可使电流波纹系数和电机扭矩得以降低。

永磁同步电机具有高扭矩和甚低惯性的特点。此外，其电感系数也较低，对电流反应快，因此对扭矩也反应快。

因此，在高功率和高性能执行机构的电动机中使用永磁同步电机，特别是机载系统上。

图5示出了包括控制装置101，逆变器111和永磁同步电机103的系统。

逆变器111使用直流电源来向永磁同步电机103提供动力。它可以将经由控制装置101调整的振幅和频率电压施加在永磁同步电机103的端子上。

控制装置101布置成可使用电气反馈数据106矢量控制逆变器111的电压，特别是，控制转子位置θ的精确指示。这个信息习惯上都来自位于同步电机轴上的位置或速度传感器。

然而，也有无传感器的永磁同步电机控制装置(例如，参见Babak Nahid-Mobarakeh等人发表的文章，题目是“基于电动势估算的永磁同步电机无传感器控制定律的收敛性分析”，[国际电气工程评论]，文章Vol6/5-6-2003-pp547-577-doi：10.3166/rige.6.545-577)。

应该注意的是，有关无传感器控制的装置的说明主要都来自上面Babak Nahid-Mobarakeh等人的文章。

通常，在与定子相关的静止参照系中，永磁同步电机的电气方程描述为：

vavbvc=Riaibic+ddtψaψbψc]]>

式中，v_a，v_b，v_c是定子相位的电压，R是定子相位的电阻，i_a，i_b，i_c是定子相位的电流，而ψ_a，ψ_b，ψ_c是穿过定子绕组的磁通量。

另外，在与转子相关的旋转参照系内，也可非常方便地模拟永磁同步电机。

图6示出了与转子相关的旋转参照系d-q(称之为帕克参照系Park frame of reference)，包括直轴Od和交轴Oq。直轴Od构成了相对于与定子相关的静轴Oα的角度θ。更具体地说，角度θ标明了由其励轴Od所确定的转子位置。

通过将肯考迪哑变换(Concordia transformation)T₃₂和帕克变换(Park transformation)应用到上述方程系上，帕克参照系d-q内的电气方程就可表示如下：