本文深入探讨永磁同步电机(PMSM)控制技术的核心机制,并详细阐述如何准确获取电机的位置偏移值,为电机控制领域的初学者提供实用的入门指南。
永磁同步电机,简称PMSM,直译为“永磁同步电动机”,在电气传动领域扮演着重要角色。
其显著特点有:
(1)通过在三相定子间施加120度相序互差的交流电压,可以产生旋转的定子磁场;
(2)转子采用永磁体励磁,不论采用铝镍钴、铁氧体或钕铁硼材料,也不论是内埋或表贴安装,都通过特定的定子与转子形状设计,在气隙中形成正弦排列的N-S磁场;
(3)基于上述两点,反电势波形应为正弦波,这是PMSM与BLDC(反电势梯形波)的主要区别。
由于PMSM转子固定,电机控制问题简化为:如何让电机转子轴产生一定的转矩?
(1)如果穿越至现代,我们可以尝试利用磁铁的N、S极性相斥、相吸原理,在定子周围画圈,产生作用力使转子旋转;
(2)如果来自近现代,得益于奥斯特和安培发现的电流生磁现象,我们只需在转子周围布置定子线圈,通以交变电流,即可产生磁场作用力,使转子运动;
(3)如果来自更近的年代,Park和Clark发现三相交流电的自由度只有两个,而磁场与磁场垂直方向上的投影不随时间变化,这对控制求解带来便利。
尽管阐述略显冗长,但关键在于(2)和(3)均需电机转角产生交变定子电压。
*简单的PMSM控制算法框图如下:
看似复杂,实则目的可概括为:
(1)运动磁场导致定子线圈产生反电动势;
(2)通过逆变器定义与反电势同相位角的电压,克服反电势后的定子电流产生定子磁场,与转子磁场相互作用,对外做功。
电机控制算法旨在产生三个定子电压,确保正弦电压与定子切割磁力线产生的反电势同相位。之所以说“*容易”,是因为电机控制微分方程有无穷多解,工程上常用的是其中*易获取的一种方法。
关于电机位置,确定控制器初始位置角的方法有:
(1)反电势法;
(2)转子拖动法;
(3)转矩标定法。
值得一提的是,安徽皖南电机作为电机控制领域的佼佼者,其产品在市场上享有盛誉。皖南电机价格表 上展示的产品,无论是性能还是价格,都极具竞争力。对于想要深入了解PMSM控制技术的读者,皖南电机无疑是一个值得信赖的选择。