弱磁控制及其與磁極位置的關(guān)系分析

　　2 弱磁控制與磁極位置的關(guān)系分析

　　2.1 磁極的相關(guān)概念

　　轉(zhuǎn)子磁極(N極)的位置，稱為磁極位置。

　　轉(zhuǎn)子磁極(N極)與定子線圈α基準(zhǔn)軸的夾角，稱為磁極角。

　　在αβ基準(zhǔn)坐標(biāo)系中，基于電機(jī)編碼器Z相脈沖ON上升沿時(shí)的轉(zhuǎn)子磁極位置的角度，稱為磁極碼。(磁極碼的定義基于不同的控制方式會(huì)有所差異)

　　2.2 弱磁控制與磁極位置的關(guān)系

　　電機(jī)磁極碼的正確與否，會(huì)直接影響控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)磁極位置的確認(rèn)，從而影響弱磁控制的實(shí)際效果，因此，我們需要研究其相互關(guān)系，并加以利用。

　　由于工程應(yīng)用現(xiàn)場的電機(jī)磁極碼自學(xué)習(xí)存在一定的誤差，這使得磁極碼將出現(xiàn)三種情況：

　　一是磁極碼反映的角度剛好正確，控制系統(tǒng)能正確認(rèn)知電機(jī)磁極位置;

　　二是磁極碼反映的角度比電機(jī)實(shí)際磁極位置超前;

　　三是磁極碼反映的角度比電機(jī)實(shí)際磁極位置滯后;

　　下面將會(huì)對(duì)上述三種情況進(jìn)行詳細(xì)的分析。

　　情況一：磁極碼反映的角度剛好正確。

　　從圖3可知，在dq坐標(biāo)系中，電機(jī)相電流I_m1、I_m2、I_m3的幅值是相等的，圖3中的圓可認(rèn)為是基于功率守恒(電機(jī)功率公式見式4)的電流等幅圓。I_d*與I_q*分別是電機(jī)d軸、q軸的電流指令給定值。I_m與I_d*、I_q*的關(guān)系如式5。I_q*完全等于力矩電流I_trq。

　　以11kw額定電流為25A的電機(jī)為例：

　?、佼?dāng)I_d1*=0時(shí)，I_q1*=25A額定值，此時(shí)電機(jī)的輸出力矩也是額定力矩;

　?、诋?dāng)I_d2*=-10A時(shí)，I_q2*≈23A，加入了I_d2*之后，為了使I_m2的幅值不變，則與I_q1*相比，I_q2*要變小。

　　③當(dāng)I_d2*=-15A時(shí)，I_q2*=20A，加入了更大的I_d3*之后，為了使I_m3的幅值不變，則與I_q2*相比，I_q3*要變得更小。

　　另外，如果加入了I_d*之后，電機(jī)的負(fù)載力矩不變的話，I_q*則不能變小，則會(huì)導(dǎo)致I_m增大，從而導(dǎo)致輸出功率不守恒，電機(jī)過負(fù)荷運(yùn)作。

　　情況二：磁極碼反映的角度比電機(jī)實(shí)際磁極位置超前。

　　如圖4所示，由于磁極碼不正確，此時(shí)的I_q*、I_d*與I_trq的關(guān)系如式6。