改進(jìn)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制精度的措施

相反，如果相電流足夠大，上側(cè)電容將在下側(cè)晶體管導(dǎo)通前充至直流源電壓udc，如圖11的右側(cè)圖所示。

陰影處所示的電壓時(shí)間面積經(jīng)周期時(shí)間tcycle的均分后，最終將導(dǎo)致電壓偏差的產(chǎn)生，如公式（6）所示：



也即，較小相電流的情況下電壓偏差是與電流成正比，而較大相電流的情況下，電壓偏差與相電流成反比。

好在公式（6）中的電壓誤差模型可以通過(guò)近似處理，使其對(duì)大小電流都通用。如公式（7）所示，使用u0，i0構(gòu)成的雙參數(shù)雙曲線模型進(jìn)行近似處理：



當(dāng)電機(jī)d軸轉(zhuǎn)至電氣位置的0°、120°和240°時(shí)，式中的兩個(gè)參數(shù)u0，i0可以自動(dòng)確定。這樣，一個(gè)時(shí)變的電流將加在d軸上。去掉電阻上的壓降后即可最終得到相電壓偏差特性，同時(shí)兩個(gè)參數(shù)也可通過(guò)最小二乘法估算得到。電壓偏差對(duì)于三相來(lái)說(shuō)幾乎是相同的，所以只需確定一相即可。但是在實(shí)際正常的運(yùn)行中，每相電壓都需要添加公式（7）中所示的誤差電壓來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。

通過(guò)第四部分對(duì)在線自適應(yīng)策略的討論我們知道，這種電壓補(bǔ)償對(duì)于控制轉(zhuǎn)矩精度是不可缺少的，尤其在低速和重載的情況下。對(duì)于在第三部分中討論的kt（iq）多項(xiàng)式策略，電壓補(bǔ)償同樣是有益的，但只在辨識(shí)過(guò)程中需要，在正常運(yùn)行中并不需要。

結(jié) 語(yǔ)

本文介紹了三種不同的提高永磁同步電機(jī)靜態(tài)轉(zhuǎn)矩精度的策略。通過(guò)比較實(shí)際運(yùn)行電機(jī)與數(shù)據(jù)手冊(cè)上的數(shù)值對(duì)每種策略的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)估。

在電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩不超過(guò)額定值，電機(jī)轉(zhuǎn)子的溫度變化被控制到最小，并有充分的電機(jī)模式預(yù)辨識(shí)的情況下，當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩時(shí)，偏差可以控制在2%以內(nèi)。作者建議在任何情況下都要進(jìn)行電機(jī)參數(shù)辨識(shí)，不能依賴數(shù)據(jù)手冊(cè)上所提供的數(shù)值。

當(dāng)出現(xiàn)過(guò)載運(yùn)行時(shí)，鐵心飽和可能會(huì)導(dǎo)致不可接受的轉(zhuǎn)矩精度偏差。尤其是專(zhuān)門(mén)為高性能機(jī)床主軸設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)矩前饋也會(huì)因?yàn)殍F心飽和而失效。使用kt（iq）多項(xiàng)式離線自適應(yīng)策略配合之前確定的電機(jī)參數(shù)可以彌補(bǔ)這一缺陷，并且將轉(zhuǎn)矩精度控制在額定轉(zhuǎn)矩的±3%的范圍內(nèi)。但是要注意的是，實(shí)現(xiàn)這種有效控制的前提是電樞溫度在電機(jī)參數(shù)辨識(shí)后不能有很明顯的變化。

如果電機(jī)溫升不能忽略或者公式（1）中所示的磁阻轉(zhuǎn)矩常數(shù)不準(zhǔn)確，則需要使用在線自適應(yīng)技術(shù)。這一策略只能用在有足夠轉(zhuǎn)速以產(chǎn)生可測(cè)相電壓的情況下使用。同時(shí)，需要知道相電壓精確值，而這時(shí)很有必要采取進(jìn)一步測(cè)量彌補(bǔ)逆變器的電壓偏差。具備這種特征的典型電器有絞車(chē)，其需要轉(zhuǎn)軸持續(xù)工作在額定功率附近。除此之外，主軸工作在去磁范圍的永磁同步機(jī)床也是在線自適應(yīng)控制策略的潛在適用對(duì)象。

文中討論的每種策略都有其自身優(yōu)點(diǎn)和特殊的適用范圍，所以無(wú)法推薦一個(gè)普適性的方法來(lái)提高轉(zhuǎn)矩精度。