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[點(diǎn)擊量:93][來(lái)源:立新電機(jī)]
2025-04-16
永磁同步電機(jī)(PMSM)的電流涉及多個(gè)方面,以下是對(duì)其電流的詳細(xì)分析: 一、電流的基本特性 三相電流:PMSM的定子運(yùn)行基于三相交流電,其工作電流為正弦波,且三相電流之和在任何時(shí)候都為零。
電流與磁場(chǎng):在PMSM中,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)處于同一平面,這是PMSM控制的基礎(chǔ)。
二、電流分配原則與方法 PMSM的電流分配原則主要包括多種控制方法,這些方法的選擇取決于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和電機(jī)性能要求。
id=0控制:此方法簡(jiǎn)單易行,對(duì)于面裝式永磁同步電機(jī)而言,該方法與最大力矩電流比控制相重合,因此具有較高的效率。
力矩電流比最大控制:旨在優(yōu)化電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出,通過(guò)調(diào)整電流分配,使得在相同的轉(zhuǎn)矩下,電機(jī)的電流消耗最小。
cosφ=1控制:即功率因數(shù)控制,旨在提高電機(jī)的功率因數(shù),減少無(wú)功功率的消耗。 恒磁鏈控制:旨在保持電機(jī)的磁鏈恒定,從而確保電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。
三、電流的影響因素 磁通量:永磁體磁通量的大小對(duì)相電流有直接影響。當(dāng)磁通量增大時(shí),相電流也隨之增大。磁通量的大小取決于永磁體的磁性能和轉(zhuǎn)子相對(duì)定子的位置關(guān)系。
氣隙磁場(chǎng):氣隙磁場(chǎng)的大小也會(huì)對(duì)相電流產(chǎn)生影響。當(dāng)氣隙磁場(chǎng)增大時(shí),相電流也會(huì)相應(yīng)地增大。氣隙磁場(chǎng)的大小受到電機(jī)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子磁極形狀、定子槽形狀等因素的影響。
定子電阻:定子電阻對(duì)相電流的大小有很大的影響。當(dāng)定子電阻較小時(shí),相電流會(huì)隨之增大;但當(dāng)定子電阻較大時(shí),相電流則會(huì)減小。
負(fù)載:負(fù)載對(duì)永磁同步電機(jī)相電流的大小同樣有影響。當(dāng)負(fù)載增大時(shí),相電流也隨之增大;反之,當(dāng)負(fù)載減小時(shí),相電流也會(huì)相應(yīng)地減小。
四、電流控制策略 矢量控制系統(tǒng):PMSM的矢量控制系統(tǒng)通過(guò)精確控制電流的大小和方向,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的高效、精準(zhǔn)控制。
該系統(tǒng)通常包含三個(gè)反饋閉環(huán),即電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。 弱磁區(qū)電流分配策略:當(dāng)PMSM的轉(zhuǎn)速不斷升高時(shí),電機(jī)進(jìn)入弱磁區(qū)。
在弱磁區(qū),需要對(duì)d軸電流進(jìn)行調(diào)節(jié),以達(dá)到弱磁升速的目的?;陔妷悍答伒娜醮趴刂撇呗酝ㄟ^(guò)引入電壓調(diào)節(jié)環(huán),根據(jù)定子電壓幅值與最大電壓的差值,
經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)d軸去磁電流,以減小d軸磁鏈幅值,從而減小反電動(dòng)勢(shì),維持定子電壓在最大值,實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩輸出。
最大轉(zhuǎn)矩電壓比控制(MTPV):MTPV控制用于在特定電壓和轉(zhuǎn)速限制條件下實(shí)現(xiàn)最大扭矩的輸出。
在MTPV控制中,電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)被選擇在電壓極限橢圓與等扭矩線的切點(diǎn)上,這個(gè)切點(diǎn)代表了電壓極限圓上的最大扭矩點(diǎn)。
這意味著,在相同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下,MTPV曲線上的點(diǎn)消耗的電壓最小,因此轉(zhuǎn)速范圍的提升空間也更大。
五、啟動(dòng)電流 永磁同步電機(jī)的啟動(dòng)電流大小通常取決于電機(jī)的額定功率以及啟動(dòng)模式,一般會(huì)比運(yùn)行時(shí)的電流大2-3倍左右。
啟動(dòng)模式一般分為兩類:直接啟動(dòng)模式和間接啟動(dòng)模式。直接啟動(dòng)模式指的是電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)直接接通電源進(jìn)行工作,其啟動(dòng)電流大小較大,且容易對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊;而間接啟動(dòng)模式則是通過(guò)降低啟動(dòng)電壓、采用軟啟動(dòng)器等措施來(lái)減小電機(jī)啟動(dòng)電流,保護(hù)電網(wǎng)的安全性。