永磁同步電機雙閉環控制器設計

劉春光　徐浩軒

摘 要：永磁同步電機因其卓越的性能被廣泛用于混合動力電傳動車輛，但在控制中常因其控制器參數整定較為困難導致控制效果不理想。通過建立電機轉速、電流雙閉環控制模型，得出了適應性較強的轉速環、電流環設計方法。通過基于Matlab的仿真，結合實際控制器設計案例，證明了控制器設計的合理性。

關鍵詞：永磁同步電機;發電機;雙閉環控制;PI

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.24.057

0 引言

近年來，永磁同步電機以其體積小、功率密度高、穩定性強等優勢廣泛運用于各類電傳動車輛。為實現控制永磁同步電機調速性能快速精準，一些學者提出采用神經網絡、滑模控制等智能控制策略提高控制性能，但這些智能控制策略大多存在顯著缺陷，如收斂速度慢、存在抖振等，實際工程運用中多以PI控制器的雙閉環經典控制策略為主。

但PI控制器往往因為整定參數不理想而導致控制效果較差，本文通過分析永磁同步發電機的矢量控制模型，給出了永磁同步電機PI控制器雙閉環控制的參數設計方法，并通過對實際電機案例的分析進行仿真驗證。

1 永磁同步電機的控制模型

矢量控制的基礎是兩相旋轉坐標系下的電機模型，此時電流和電壓均為直流分量，此時可以將電機的勵磁電流和轉矩電流完全解耦，永磁同步電機矢量控制的原理圖如圖1所示。

4 結論

本文通過對永磁同步電機的分析，得出了轉速電流雙閉環控制中PI控制器參數的設計方法，通過對電機的控制實驗驗證，采用雙閉環控制可以滿足永磁同步電機控制需求。

參考文獻：

[1]胡建秋，丁學明.永磁同步電機的雙閉環調速系統設計[J].電子科技，2019，32（03）：21-25.

[2]佘陽陽，楊柏旺，廖桂龍，藍啟貴.永磁同步電動機新型雙閉環矢量控制算法[J].微特電機，2016，44（09）：69-73.

[3]王文婷，丁昌杰，張奇之，謝子方，宋佳佳，胡浩峰.永磁同步電機雙閉環調速系統的仿真研究[J].山東化工，2016，45（17）：144-147+150.

[4]文家燕，高遠，劉傳國，范健文.永磁同步電動機的雙閉環分數階控制研究[J].微特電機，2016，44（01）：34-38.

[5]馬光羽. 永磁同步電機（PMSM）矢量控制調速系統的性能研究[D].浙江理工大學，2015.

作者簡介：劉春光（1980-），男，山東臨沂人，博士，副教授，主要研究方向：電力系統及其自動化。