【正文】 。盡管永磁同步電機有多種多樣的轉子結構，但無論是并聯(lián)永磁路轉子還是串聯(lián)永磁路轉子，永磁體總是串聯(lián)在直軸磁路中，并占去交軸磁路的部分空間。某轉速下輸入功率最大時 定子電流矢量的求解過程如下： 電動機運行于某轉速 ω 而輸入功率最大時應為 1emT 2emT 恒轉矩軌跡 電流極限圓 電壓極限圓 最大轉矩 /電流軌跡 A B C O 1? 2? qi di 01 ?ddidP () 由電壓方程可把交軸電流分量表示為 qfddq LiLui 22l i m )()( ?? ??? () 把上式和式（ ）帶入式（ ）并忽略定子電阻，可得電動機輸入最大功率時的定子直、交軸電壓 ??????????????qddqddfdLiLuiiLi22lim )()( ?? () 式中 ?????????? ?????）（）（101)1(4 )()1(8)(2l i m22??? ??????ddffdiLui () 永磁同步電動機弱磁擴速能力的提高 經(jīng)推導得轉折速度與凸極率、弱磁率之間的關系為 ??????????????????)1(11)1(]8)1[()1(161)(11*222???????? ffbCC () 式中， 22)1(811 ???????fC ，其對應的曲線如圖 所示。這時電機在理論上可以在任意的高速下進行弱磁運行，并輸出基本恒定的功率。 要特別指出的是，盡管這一等效弱磁措施能夠擴展電機恒轉矩調(diào)速范圍之外的調(diào)速范圍 (即弱磁范圍 )，但它以犧牲恒轉矩調(diào)速范圍和輸出轉矩為代價。根據(jù)電機學知識，他勵直流電動機的電磁關系方程如下： ????????????feaaeeICRIUCEnnCE???? () 式中， E——直流電動機反電動勢 ； Ce——直流電動機電勢系數(shù) ； Φ——直流電動機每相磁通 ； U——直流電動機定子電壓 ； Ia——直流電動機 電樞電流 ； Ra——直流電動機電樞電阻 ； If——直流電動機勵磁電流 。其主要缺點是隨著輸出轉矩的增大，功率因數(shù)下降較快。 采用最大轉矩 /電流控制時，電動機 的電流矢量應滿足 ?????????????0)(0)(qsemdsemiiTiiT () 把式（ ）和 22 qds iii ?? 帶入上式，可求得 dqdffqdqqdffd LLLLLiLLi)1(2)1(4)(2)(4 2222222????????????????? () 把上式表示為標么值，并代入式（ ），可以得到交、直軸電流分量與電磁轉矩的關系為 ???????????))1(412(2)1(*2**3***qqemddemiiTiiT? （ ） 反過來，此時的定子電流分量 id*和 iq*可表示為 ?????*)(**)(*21emqemd Tfi Tfi () 由式 ()繪出的永磁同步電動機的轉矩交、直軸電流間的關系曲線如圖)所示。 1cos ?? 控制 1cos ?? 控制方法是控制交、直軸電流分量，保持永磁同步電動機的功率因數(shù)恒為 1 的控制方法。 永磁同步電動電流控制策略 永磁同步電動機用途不同，電動機電流矢量控制策略也各不相同。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，電動機的恒轉矩軌跡在 *di 、 *qi 平面上不僅關于 d 軸對稱，而且在第二象限為正 (運行于電動機狀態(tài) )，在第三象限為負 (運行于制動狀態(tài) )。將式 ()表示在圖 的 idiq 平面上，即可得到電動機運行時的電壓極限軌跡 ——電壓極限橢圓。從式 ()可以看出，當永磁體的勵磁磁鏈 和交、直軸電感確定以后，電動機的轉矩便取決于定子電流的空間矢量 is，而 is 的大小和相位又決定于 id 和 iq，也就是說控制 id 和 iq 便可以控制電動機的轉矩。而且，當轉速恒定時，僅是一組常系數(shù)的線性微分方程。 對絕大多數(shù)正弦波調(diào)速永磁電動機來說，轉子上不存在阻尼繞組，因而，電動機的電壓、磁鏈和電磁轉矩方程可簡化為 ?????????????????????????????????])([)(11qdqdqfmddqqdemqqqfmddddqdqqdqddiiLLiiLpiipTiLiLiLiRdtduiRdtdu?? () a) 空間矢量圖 b) 向量圖 圖 PMSM 空間矢量圖和向量圖 如果把上式中的有關量表示成空間向量的形式，則 d、 q 坐標系下永磁同步電動機的空間向量圖如圖 )所示。 Rs ——電子繞組的電阻 。 針對永磁同步電動機弱磁運行難的特點，本論文將以弱磁率和凸極率為參數(shù)對永磁同步電動機的弱磁原理進行深入的研究，并找出影響其擴速能力的因素。電流調(diào)節(jié)器包括前饋解耦環(huán)節(jié)和電壓補償環(huán)節(jié)。 六步電壓法。此時，要設法減小永磁同步電動機的反電動勢，即采用弱磁控制以達到擴速的目的。 電動機的使用尚無定論 ，有待今后在使用中考驗。 天津清源電動車輛有限公司等單位研發(fā)的純電動轎車，其整車的動力性 、 經(jīng)濟性 、 續(xù)駛里程 、 噪聲等指標已超過法國雪鐵龍公司贈送的純電動轎車和箱式貨車，初步形成了關鍵技術的研發(fā)能力。 混合動力汽車。“ 十五 ” 期間，國家從維護我國能源安全 、 改善大氣環(huán)境 、 提高汽車工業(yè)競爭力 、實現(xiàn)我國汽車工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮 ， 設立 “ 電動汽車重大科技專項 ” ，通過組織企業(yè) 、 高等院校和科研機構 ， 集中國家 、 地方 、 企業(yè) 、 高校 、科研院所等方面的力量進行聯(lián)合攻關。此外 ， 本田汽車公司開發(fā)的 Insight 混合動力電動汽車也已投放市場 ， 供不應求。該轎車于 20xx 年 7 月開始出口北美，同年 9 月開始出口歐洲 ，到 20xx年 已經(jīng)在全世界 2 0 多個國家上市銷售。其中永磁電機具有高效、高控制精度、高轉矩密度、低噪聲的特點，通過合理設計磁路結構能夠獲得較高的弱磁性能，在電動汽車特別是高檔電動汽車驅(qū)動方面具有很高的應用價值，作為電動汽車用永磁電機調(diào)速系統(tǒng)，可實現(xiàn)機電一體化和集成化，具有系統(tǒng)結構簡單、操作方便、可 實現(xiàn)制動能量回收、系統(tǒng)響應時間短、轉矩控制準確等優(yōu)點，改善了車輛的性能。 主要有 :高性能動力電池系統(tǒng)的開發(fā) 。 開發(fā)高性能、無污染的電動汽車得到各國政府、汽車制造商、科研院所的高度重視，紛紛制定電動汽車研制計劃，掀起全球范圍內(nèi)的電動汽車開發(fā)熱潮。汽車帶給人們方便、快捷和舒適的現(xiàn)代生活的同時，也帶來了日益增多的交通安全問題、日趨嚴重的環(huán)境污染和潛在的能源危機。 47 轉子速度檢測 42 位置檢測接口電路 32 永磁同步電動機弱磁擴速能力的提高 21 最大轉矩 /電流軌跡 9 永磁同步電動機弱磁控制研究現(xiàn)狀 關鍵詞 ： 永磁同步電動機； 矢量控制；弱磁控制 ；控制器 Abstract This dissertation is devoted to the study on Permanent mag synchronous motor (PMSM) drive system for electric vehicle (EV) application. It is mainly to improve the control of motors, then expand the scope of the motor speed. PMSM has the advantage of small volume, high efficiency and power density, especially inner permanent mag synchronous motor have the ability of wide fieldweakened operation. Therefore there search on PMSM has entered a new stage since the 1980’s with the improvement of ratio between the performance and the price of the rare earths PM material and the development of the power electronics devices. Vector control (VC) theory is a great breakthrough in the AC speed control field. Also details of the VC of PMSM is presented in the paper， and the analysis of several circuit control strategies of VC theory applied to the PMSM control， which include the id=0 control， cosφ =1 control and the max torque/current control. The paper discusses the theory of weaking flux speed control of PMSM which is a new development direction. Then it brings out three new weaking flux plans， which have special rotor structures. This dissertation is devoted to the study of hardware on PMSM drive system for EV application. Based on TI pany DSP specialdesigned for motor control on TMS320LF2407A designs and develops a fulldigital PMSM vector control system, and hardware of the system is acplished. Finally, the experiment has been done for the drive which design in the paper. Result of the experiment indicate validity of the fieldweakening method which introduced in the paper. Key word : PMSM Vector control fieldweakened operation controller 目 錄 1 緒論 上個世紀80 年代 以來 ，隨著 稀土 永磁材料性價比的不斷提高，以及電力電子器件的 快速發(fā)展，永磁同步電動機的研究也進入了一個新的階段。弱磁控制是永磁同步電動機矢量控制 的前