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车用内置式永磁同步电机电压补偿弱磁控制策略研究
车用内置式永磁同步电机电压补偿弱磁控制策略研究
摘要:
车用内置式永磁同步电机在车辆动力系统中起着重要作用。然而，由于磁场强度衰减等原因，内置式永磁同步电机在运行过程中可能出现弱磁现象。这种现象会降低电机的输出功率和效率，影响整个车辆动力系统的性能。因此，寻找一种有效的电压补偿控制策略以应对内置式永磁同步电机的弱磁现象，具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文结合车用内置式永磁同步电机工作特点，分析了弱磁现象产生的原因，并探讨了常见的电压补偿控制策略。基于变电压变频控制原理，提出了一种基于电压补偿的弱磁控制策略。该策略通过提高内置式永磁同步电机的电枢电压，增加磁场强度，从而弥补由于弱磁产生的功率和效率损失。对该控制策略进行仿真实验，结果表明，该策略可以有效地解决内置式永磁同步电机的弱磁问题，提高电机的输出功率和效率。
关键词:车用内置式永磁同步电机；弱磁；电压补偿；控制策略
引言:
随着汽车工业的快速发展，车用动力系统的性能和效率要求越来越高。车用内置式永磁同步电机因其高效率、高功率密度和良好的动态响应等特点，在车辆动力系统中得到广泛应用。然而，在实际运行过程中，内置式永磁同步电机可能会出现弱磁现象，导致其输出功率和效率下降。因此，开展车用内置式永磁同步电机弱磁控制研究，对于提高车辆动力系统的性能和效率具有重要意义。
1弱磁现象的产生原因
弱磁现象是指车用内置式永磁同步电机在工作过程中，由于磁场强度衰减或磁场不均匀等原因，导致电机的输出功率和效率降低的现象。弱磁现象的产生原因主要有以下几点:
1.1温升效应
内置式永磁同步电机在长时间运行过程中容易产生温升效应，导致磁场强度下降。温升效应主要是由于电机内部的铜损耗和磁铁的铁损耗而产生的。随着电机温度的上升，磁场强度会逐渐下降，从而导致弱磁现象的产生。
1.2磁铁老化
内置式永磁同步电机中的磁铁容易受到外界环境的影响，造成磁铁老化。磁铁老化会导致磁场强度衰减，影响电机的输出功率和效率。
1.3磁场不均匀
内置式永磁同步电机中的磁场可能由于磁场分布不均匀而产生弱磁现象。这种不均匀分布可能是由于磁体装配的不准确、磁铁磨损程度不同等原因引起的。
2常见的电压补偿控制策略
为了解决内置式永磁同步电机的弱磁问题，研究者们提出了不同的电压补偿控制策略。常见的电压补偿控制策略主要有以下几种:
2.1定常电流控制
定常电流控制是一种简单有效的电压补偿控制策略。在这种控制策略中，通过提高电机的电流来增加其输出功率和效率。然而，定常电流控制可能会导致电机的温升过高，从而加剧了弱磁现象。
2.2动态电流控制
动态电流控制是一种基于电压补偿的弱磁控制策略。它根据电机的实际运行状态，动态调节电机的电流，以实现对内置式永磁同步电机的弱磁进行补偿。这种控制策略能够提高电机的输出功率和效率，减轻弱磁现象的影响。
2.3物理补偿
物理补偿是一种通过改变磁铁、定子线圈等物理结构来解决内置式永磁同步电机弱磁问题的控制策略。通过在电机中增加励磁线圈、使用强磁石等方法，可以有效地提高电机的磁场强度，从而增加其输出功率和效率。
3基于电压补偿的弱磁控制策略
在上述常见的电压补偿控制策略的基础上，本文提出了一种基于电压补偿的弱磁控制策略。该策略通过提高内置式永磁同步电机的电枢电压，增加磁场强度，从而弥补由于弱磁产生的功率和效率损失。具体步骤如下:
3.1电机状态检测
通过采集内置式永磁同步电机的电流、转速和温度等关键参数，实时监测电机的工作状态。根据电机的实际运行情况，判断是否存在弱磁现象。
3.2弱磁判定
根据电机的工作状态和弱磁判定准则，判断是否存在弱磁现象。弱磁判定准则可以根据电机的输出功率、效率和磁场强度等指标进行设定。
3.3电压补偿控制
当判定存在弱磁现象时，通过增加电机的电枢电压，提高磁场强度，实现对弱磁的补偿。具体的电压补偿控制策略可以根据电机的工作特点和控制要求进行设计。
4仿真实验和结果分析
为了验证所提出的基于电压补偿的弱磁控制策略的有效性，进行了仿真实验。在实验中，对内置式永磁同步电机的电流、转速和温度等参数进行了实时监测，并根据电机的工作状态进行了电压补偿控制。实验结果表明，所提出的控制策略可以有效地提高电机的输出功率和效率，并减轻了弱磁现象的影响。
结论:
本文针对车用内置式永磁同步电机的弱磁问题，提出了一种基于电压补偿的弱磁控制策略。通过提高内置式永磁同步电机的电枢电压，增加磁场强度，实现对弱磁的补偿。仿真实验证明，所提出的控制策略可以有效地解决内置式永磁同步电机的弱磁问题，提高电机的输出功率和效率。这对于提高车辆动力系统的性能和效率具有重要的理论意义和实际应用价值。然而，本文的研究还存在一些不足之处，需要进一步完善和深入研究。