永磁同步電動(dòng)機(jī)的弱磁控制和過調(diào)制技術(shù)是什么?
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發(fā)布時(shí)間:
2024-06-27 14:29
概要:
永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)的弱磁控制和過調(diào)制技術(shù)是兩種在電機(jī)控制中用于提高性能和效率的高級(jí)控制策略。
弱磁控制(Field Weakening Control): 弱磁控制是一種在高速運(yùn)行時(shí)用來擴(kuò)展永磁同步電動(dòng)機(jī)速度范圍的控制技術(shù)。在正常運(yùn)行時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)速受到反電動(dòng)勢(shì)(back EMF)的限制。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加到接近額定值時(shí),反電動(dòng)勢(shì)會(huì)增加到接近供電電壓的水平。如果需要更高的轉(zhuǎn)速,就需要減少電機(jī)的磁通量,從而降低反電動(dòng)勢(shì),使得電機(jī)能夠在更高的速度下運(yùn)行。這種方法稱為弱磁控制,因?yàn)樗鼫p少了磁場的強(qiáng)度。
弱磁控制通常通過在電機(jī)定子繞組中施加額外的電流來實(shí)現(xiàn),這些電流的磁通與永磁體產(chǎn)生的磁通相反,從而減弱總的磁通量。這種方法可以在不增加電機(jī)尺寸和成本的情況下,提供更寬的速度范圍,特別是在需要高速運(yùn)行的應(yīng)用中,如電動(dòng)汽車和風(fēng)力發(fā)電。
過調(diào)制技術(shù)(Overmodulation): 過調(diào)制技術(shù)是一種用于提高永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩能力的控制策略。在傳統(tǒng)的PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制中,電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓受到限制,通常不能超過供電電壓的幅值。這意味著在電機(jī)的某些工作區(qū)域,尤其是在需要高轉(zhuǎn)矩的低速運(yùn)行時(shí),電機(jī)的輸出功率受到限制。
過調(diào)制技術(shù)通過在PWM信號(hào)中引入更高的諧波成分,允許電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出超過常規(guī)限制的電壓幅值。這種方法可以在不增加電機(jī)尺寸和成本的情況下,提供更高的轉(zhuǎn)矩輸出。過調(diào)制技術(shù)通常分為兩種類型:一級(jí)過調(diào)制和二級(jí)過調(diào)制。一級(jí)過調(diào)制通過略微超過正常的調(diào)制指數(shù)來增加輸出電壓,而二級(jí)過調(diào)制則進(jìn)一步增加調(diào)制深度,以提高電機(jī)的性能。
這兩種技術(shù)都是永磁同步電動(dòng)機(jī)控制中非常重要的工具,可以幫助提高電機(jī)的性能和效率,特別是在需要寬速度范圍和高轉(zhuǎn)矩輸出的應(yīng)用中。然而,它們也會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和對(duì)控制算法的要求。