改進(jìn)永磁同步電機轉矩控制精度的措施

自20世紀60年代末以來(lái)，面向磁場(chǎng)的矢量控制一直是交流電機控制的主流。這樣的控制方法的主要特點(diǎn)是對電機氣隙磁場(chǎng)和轉矩進(jìn)行分開(kāi)控制。對于永磁同步電機，典型的控制設計就是考慮恒定的磁通會(huì )產(chǎn)生一個(gè)轉矩常數kt，該常數在大多數電機的技術(shù)手冊中都能找到。獲得需要的轉矩m所對應的電流iq也由此計算得到。但是，輸出轉矩和相應的電流iq之間的這種恒定關(guān)系的可信度很容易受到各種各樣的實(shí)際因素的負面影響，這樣的影響很容易產(chǎn)生轉矩控制中所不能接受的精度偏差。一些容易影響的實(shí)際因素如下：

●產(chǎn)品出廠(chǎng)過(guò)程與材料的老化；

●鐵心材料在過(guò)載時(shí)飽和；

●磁阻轉矩變化；

●電樞（磁性材料）的溫度。

磁材料（磁介質(zhì)）的分散性導致的實(shí)際轉矩常數與數據手冊上的數值偏差可能會(huì )超過(guò)5%。更嚴重的是通過(guò)觀(guān)察發(fā)現，經(jīng)過(guò)一段較長(cháng)時(shí)間，永磁電機的磁場(chǎng)會(huì )下降幾個(gè)百分點(diǎn)。由于這樣的變化通常十分緩慢，一種電機離線(xiàn)參數辨識（將在“一種電機模型的預辨識系統”部分中討論）將解決這一問(wèn)題。

與此形成鮮明對比的是，在過(guò)載時(shí)，由于鐵心飽和造成的輸出轉矩降低會(huì )在很短時(shí)間內發(fā)生，而且降低量最多時(shí)會(huì )達到20%。圖1所示的即為某額定轉矩mn＝23nm，額定轉速nn＝2000r/min的永磁同步電機運行在不同轉速條件下所測得的轉矩精度。