永磁同步電動(dòng)機控制策略綜述
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3．3 直接轉矩控制
矢量控制方案是一種有效的交流伺服電動(dòng)機控制方案。但因其需要復雜的矢量旋轉變換，而且電動(dòng)機的機械常數低于電磁常數，所以不能迅速地響應矢量控制中的轉矩。針對矢量控制的這一缺點(diǎn)，德國學(xué)者Depenbrock于上世紀80年代提出了一種具有快速轉矩響應特性的控制方案，即直接轉矩控制(DTC)。該控制方案摒棄了矢量控制中解耦的控制思想及電流反饋環(huán)節，采取定子磁鏈定向的方法，利用離散的兩點(diǎn)式控制直接對電動(dòng)機的定子磁鏈和轉矩進(jìn)行調節，具有結構簡(jiǎn)單，轉矩響應快等優(yōu)點(diǎn)。DTC最早用于感應電動(dòng)機，1997年L Zhong等人對DTC算法進(jìn)行改造，將其用于永磁同步電動(dòng)機控制，目前已有相關(guān)的仿真和實(shí)驗研究。
DTC方法實(shí)現磁鏈和轉矩的雙閉環(huán)控制。在得到電動(dòng)機的磁鏈和轉矩值后，即可對永磁同步電動(dòng)機進(jìn)行DTC。圖2給出永磁同步電機的DTC方案結構框圖。它由永磁同步電動(dòng)機、逆變器、轉矩估算、磁鏈估算及電壓矢量切換開(kāi)關(guān)表等環(huán)節組成，其中ud，uq，id，iq為靜止(d，q)坐標系下電壓、電流分量。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/163967.htm
雖然，對DTC的研究已取得了很大的進(jìn)展，但在理論和實(shí)踐上還不夠成熟，例如：低速性能、帶負載能力等，而且它對實(shí)時(shí)性要求高，計算量大。
3．4 解耦控制
永磁同步電動(dòng)機數學(xué)模型經(jīng)坐標變換后，id，id之間仍存在耦合，不能實(shí)現對id和iq的獨立調節。若想使永磁同步電動(dòng)機獲得良好的動(dòng)、靜態(tài)性能，就必須解決id，iq的解耦問(wèn)題。若能控制id恒為0，則可簡(jiǎn)化永磁同步電動(dòng)機的狀態(tài)方程式為：
此時(shí)，id與iq無(wú)耦合關(guān)系，Te=npψfiq，獨立調節iq可實(shí)現轉矩的線(xiàn)性化。實(shí)現id恒為0的解耦控制，可采用電壓型解耦和電流型解耦。前者是一種完全解耦控制方案，可用于對id，iq的完全解耦，但實(shí)現較為復雜；后者是一種近似解耦控制方案，控制原理是：適當選取id環(huán)電流調節器的參數，使其具有相當的增益，并始終使控制器的參考輸入指令id*=O，可得到id≈id*=0，iq≈iq*o，這樣就獲得了永磁同步電動(dòng)機的近似解耦。圖3給出基于矢量控制和id*=O解耦控制的永磁同步電動(dòng)機
調速系統框圖。
雖然電流型解耦控制方案不能完全解耦，但仍是一種行之有效的控制方法，只要采取較好的處理方式，也能得到高精度的轉矩控制。因此，工程上使用電流型解耦控制方案的較多。然而，電流型解耦控制只能實(shí)現電動(dòng)機電流和轉速的靜態(tài)解耦，若實(shí)現動(dòng)態(tài)耦合會(huì )影響電動(dòng)機的控制精度。另外，電流型解耦控制通過(guò)使耦合項中的一項保持不變，會(huì )引入一個(gè)滯后的功率因數。
4 結語(yǔ)
上述永磁同步電動(dòng)機的各種控制策略各有優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)際應用中應當根據性能要求采用與之相適應的控制策略，以獲得最佳性能。永磁同步電動(dòng)機以其卓越的性能，在控制策略方面已取得了許多成果，相信永磁同步電動(dòng)機必然廣泛地應用于國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域。
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