编辑：日照矿用变压器厂家 日期：2019-01-11 人气：454
日照矿用变压器用永磁电机的弱磁控制 核心提示： 日照矿用变压器用永磁电机的弱磁控制李江勇，刘国海，贾洪平（江苏大学日照矿用变压器信息工程学院，江苏镇江212013）了定子绕组电枢反应对永磁体转子磁场的影响，利用电枢反应的去磁作用削弱永磁体转子磁场，从而获日照矿用变压器用永磁电机的弱磁控制李江勇，刘国海，贾洪平（江苏大学日照矿用变压器信息工程学院，江苏镇江212013）了定子绕组电枢反应对永磁体转子磁场的影响，利用电枢反应的去磁作用削弱永磁体转子磁场，从而获得等效弱磁控制。基于调节电流超前反电动势角度方法（电流超前角法）的原理，提出一种基速以上采取两管、三管混合导通的新型弱磁控制策略，并对该方法进行详细分析。以Cypress公司的CY8C24533芯片为核心设计全数字控制方案，对日照矿用变压器用面贴式永磁电机进行弱磁试验，实现了两模工作方式，即基速以下通过PWM调压的恒转矩运行，基速以上采用新型弱磁控制策略进行弱磁控制的恒功率运行。试验系统运行良好、性能稳定。
基金项目：国家自然科学基金（60874014）；江苏省自然科学基金（BK2007094）因永磁电机既具备电机的结构简单、运行可靠、易于维护等一系列优点，又具备电机的运行效率高、无励磁损耗、性能好等诸多特点，故在工业生产、家用电器、航空航天等许多领域获得越来越广泛的应用。随着应用领域的拓宽，人们希望永磁电机更广的范围，因此需进行弱磁扩速。但由于转子永磁体励磁不可调节，这给PMBLDCM弱磁扩速带来了难度，该问题引起国内外学者的广泛关注。
弱磁控制一般从电机设计和电机控制两方面着手解决。其中最早被提出的方法是CPA电流超前角法，但研究表明该方法随着超前角的增大，电流急剧上升，限制了扩速倍数。指出，CPA电流超前角法的最大扩速倍数只有1.125倍。从电机设计角度考虑，提出在内嵌式永磁体结构的2个永磁体间加人磁障的方法，但扩速效果不理想。对PMBLDCM电磁量的基波进行了弱磁特性分析，应用相量工具进行d-q变换，然而这种分析与PMBLDCM实际运行工况相差很大，因此无法应用于工程实践。
提出一种适用于普通面贴式电机的双模式新型逆变拓扑结构，并进行仿真研究，以期为PMBLDCM的弱磁扩速开辟新途径，文章称可达到很好的弱磁扩速效果。借鉴了已成功应用于电机（PMSM）恒功率运行中的永磁段加磁阻段的复合转子结构，将这种结构引入永磁电机中，增大了扩速倍数，被认为是目前最具潜力的弱磁方案，但该方法增加了电机结构的复杂性。介绍了一种基于瞬时无功功率理论的永磁电机弱磁新策略，通过控制无功分量为瞬时无功功率，为转速）达到弱磁效果。仿真表明，与传统的弱磁方法相比，该方法提篼了弱磁扩速范围。
本文进一步对CPA电流超前角法进行深人的分析研究，提出一种在基速以上采取两管、三管混合导通的新型弱磁控制策略，以日照矿用变压器用面贴式永磁电机为控制对象实现了弱磁控制。这种方法可在不改动电机结构的情况下，仅通过软件设计就可获得较好的弱磁控制效果，并通过试验验证了该方法的正确性。
1弱磁控制原理PMBLDCM的机械特性方程如下：力为转速；f/为电机相电压；为每相绕组电流；为每相绕组电阻；为开关器件的管压降；G为电机的电动势常数为励磁磁通。
永磁电机在基速以下运行，可通过调节PWM占空比以改变电机导通相绕组的端电压来进行调压。然而当PWM占空比为1时，全部电源电压已加在导通相绕组两端，此时若要进一步提篼转速，由的60°区间为例进行具体分析（其余扇区工作情况类似）矿用变压器MB相导通瞬间，定子磁动势与转子磁动势之间夹角为120°，相对位置如（a）所示，此时将定子磁动势圪分解为直轴分量Fm与交轴分量/，如（a'）所示。由可看出，由于电枢反应，在该扇区内将对转子磁场产生最大去磁作用。
转子磁极轴线旋转到（b）所示的位置时，八与TomasM.Torque李琳，林瑞光，曹亮。基于新型弱磁控制方法的电机有限元分析。微电机，2006，39（8）：1013.严岚，贺益康，杨德荣。一种复合转子永磁电机恒功率弱磁的研究方法。中国电机工程学报，2003，23（11）：155-159.严岚，贺益康。复合转子永磁日照矿用变压器弱磁特性研究。电工技术学报，2004，19（3）：59-64.袁沂辉，龚世缨。基于瞬时无功功率理论的日照矿用变压器弱磁。微特电机，2005（3）：5-8.
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