驱动电机及其操控技能 驱动电机是电动轿车驱动体系的核心部件，其功能好坏宜接影响电动轿车驱动体系的功能。驱动电 机一 般有直流电机、沟通电机、永磁电机和开关磁阻电机四种。因为直流电机在电动车上的运用较少，首要介绍永 磁同步电机、沟通异步电机、开关磁阻电机三种电机及英操控技能。 一.永磁同步电机及其操控技能；永磁同步电机具有高效、髙操控精度、高转矩密度、杰出的转矩平稳性 及低振荡噪声的特色，经过合理设 •永磁磁路结构能取得较高的弱磁功能。它在电动轿车驱动方面 具有很高il 的运用价值，遭到国表里电动轿车界的高度注重，是最具竞争力的电动轿车驱动电机体系之一。 永磁同步电机分为正弦波驱动电流的永磁同步电机和方波驱动电流的永磁同步电机两种。这儿以三 相正 弦波驱动的永磁同步电机为例，论述永磁同步电机的结构与特色。 永磁同步电机的结构和传统电机样，它首要由泄子和转子两大部分构成。左子与一般异步电机的左 子根 本相同，由电枢铁心和电枢绕组构成。电枢铁心一般选用0.5mm硅钢冲片叠压而成，关于具有髙效 率目标或 频率较高的电机，为了削减铁耗，能够考虑运用0.35mm的低损耗冷轧无取向硅钢片。电枢绕组那么遍及选用 散布短距绕组；关于极数较多的电机，那么遍及选用分数槽绕组：需求进一步改进电动势波形 时，也能够考虑 选用正弦绕组或其他特别绕组。 转子首要由永磁体、转子铁心和转轴等构成。其间永磁体首要选用铁氧体永磁和钱铁硼永磁资料； 转子 铁心可依据磁极结构的不同，选用实心钢，或选用钢板、硅钢片冲制后叠压而成。与一般电机比较, 永磁同步 电机还有必要装有转子永磁宜检测器，用来检测磁极方位，并以此对电枢电流进行操控，达 到对永磁同步电 机驱动操控的意图。 依据永磁体在转子上方位的不同，永磁同步电机的磁极结构可分为表而式和内垃式两种。 (1) 表而式转子磁路结构：在表而式转子磁路结构中，永磁体一般呈瓦片形，并坐落转子铁心的表面 面 上，永磁体供给磁通的方向为径向。表而式结构又分为凸岀式和嵌入式两种，对选用稀上永磁资料的 电机来 说，因为永磁资料的相对回复磁导率挨近，所以表而凸岀式转子在电磁功能上归于隐极转子结构;而嵌入式转 子的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁资料，故在电磁功能上归于凸极转子结构。 (2) 内置式转子磁路结构：内巻式转子磁路结构的永磁于转子内部，水磁体表面而与圧子铁心内 圆之 间有铁磁物质制成的极靴。极靴中能够放置铸铝笼或铜条笼，有阻尼或起动效果，动态和稳态功能 好，广泛用 于要求有异步起动才干或动态功能髙的永磁同步电机。内置式转子内的永磁体遭到极靴的保 护，其转子磁路 结构的不对称性所发生的磁阻转矩也有助于进步电机的过载才干或功率密度，并且易于 弱磁扩速。 按永磁体磁化方向与转子旋转方向的相互联系，内苣式转子磁路结构可分为经向式、切向式和混合 式三 种。 径向式转子结构的永磁同步电机的磁钢或放在磁通轴的非对称方位上，或一起运用径向和切向充磁 的磁 钢以发生高磁通密度。该结构的长处是漏磁系数小，转轴上不需求采纳隔磁办法，极弧系数易于控 制。转子冲 片机械强度髙，装置永磁体后转子不易变形等。 切向式转子结构的转子有较大的惯性，漏磁系数较大，制作工艺和本钱较径向式有所添加。其长处 是一 个极距下的磁通由相邻两个磁极并联供给，可得到更大的每极磁通。特别当电机极数较多、径向式 结构不能提 供满意的每极磁通时，这种结构的优势就显得更为杰出。此外，选用该结构的永磁同步电机 的磁阻转矩可占到 总电磁转矩的40%,对提髙电机的功率密度和扩展恒功率作业范囤都是很有利的。 混合式转子结构会集了径向 式转子结构和切向式转子结构的长处，但结构和制作工艺都比较杂乱，制作 本钱也比较髙。 永磁同步电机的特色：永磁同步电机与其他电机比较，具有以下长处： (1)用永磁体替代绕线式同步电机转子中的励磁绕组，然后省去了励磁线圏、集电环和电刷，以电子换 相完成无刷作业，结构简略，作业牢靠。 (2)永磁同步电机的转速与电源频率间始终坚持精确的同步联系，操控电源频率就能操控电机的转 速。 (3)水磁同步电机具有较硬的机械特性，关于因负载改动而引起的电机转矩的扰动具有较强的接受 能 力，瞬间最大转矩能够抵达额左转矩的 倍以上，合适在负载转矩改动较大的工况下作业，合适电动 轿车的 3 发动加快。 〔 永磁同步电机转子为水久磁铁，无须励磁，因而电机能够在很低的转速下坚持同步作业，调速 4〕 规模宽。 〔 永磁同步电机与异步电机比较，不需求无功励磁电流，因而功率因数高，左子电流和定子铜耗 5〕 小，功率高。 〔 体积小、质疑小。近些年来跟着高功能永磁资料的不断运用，永磁同步电机的功率密度得到很 6〕 大进步，与同容量的异步电机比较，体积和质量都有较大的减小，合适电动轿车空间有限的特色。 〔 结构多样化，运用规模广。永磁同步电机因为转子结构的多样化，发生了特色和功能各异的许 7〕 多品种，从工业到农业，从民用到国防，从日常生活到航空航天，从简略电开东西到高科技产品，简直无所不 在。 永磁同步电机还存在以下缺陷 〔〕 因为永磁同步电机转子为永磁体，无法调石，有必要经过加左子直轴去磁电流重量来削弱磁场， 1 这会增大定子的电流，添加电机的铜耗。 〔 永磁同步电机的磁钢价格较高。 2〕 永磁电机体积小、质量小、滚动惯量小、功率密度髙，合适电动轿车空间有限的特色需求。别的它 过载 才干强，特别低转速时输出转矩大，合适电动轿车的起动加快。因而永磁同步电机得到国表里电动轿车界的广 泛注重，并得到了遍及运用。 永磁同步电机的作业原理与作业特性 1•电枢反应：永磁同步电机带负载时，气隙磁场是永磁体磁动势和电枢磁动势一起树立的。电枢磁动 势 对气隙磁场有影响，电枢磁动势的基波对气隙磁场的影响称为电枢反应。电枢反应不只使气隙磁场波 形发生 畸变，并且还会发生去磁或增磁效果。因而，气隙磁场将影响永磁同步电机的作业特性。 对永磁同步电机进行剖析时，需求选用双反应理论，即需求把电枢电流和电枢电动势分化成交轴和直轴 两个 重量。交轴电枢电流发生交轴电枢电动势，发生交轴电枢反应：直轴电枢电流发生直轴电枢电动势, 发生直轴 电枢反应。 2. 永磁同步电机的作业特性：永磁同步电机的作业特性首要包含机械特性和作业特性 永磁同步电机稳态正常作业时，转速始终坚持同步转速不变。因而，英机械特性为平行于横轴的直 线， 调理电源频率来调理电机转速时，转速将严厉地与频率成正份额改动。 永磁同步电机的作业特性是指当电源电压恒守时，电机的输入功率、电枢电流、功率、功率因数等随输出功率 改动的联系。任正常作业范用内，永磁同步电机的功率因数比较平稳，功率特性也坚持较髙水平。 电机的输入 功率和电枢电流近似与输出功率成正比。 永磁同步电机的操控 为了提髙永磁同步电机操控体系功能，使其具有更快的呼应速度、更髙的转速精度及更宽的调速范国， 使英 动态、静态呼应能够与直流电机体系相媲美，人们提出了各种新式操控战略用于永磁同步电机操控。 1. 恒压频比开环操控，恒压频比开环操控的操控变量为电机的外部变量〔即电压和频率〕。操控体系 将 参阅电压和频率输入完成操控战略的调制器中，最后由逆变器发生一个交变的正弦电压施加在电机的泄 子 绕组上，使之作业在指定的电压和参阅频率下。依照这种操控战略进行操控，使供电电压的基波幅值 跟着速度 指令成份额地线性添加，然后坚持定子磁通的近似恒泄。这种操控战略简略、易于完成，转速经过电源频率进 行操控，不存在异步电机的转差和转差补偿问题。但一起，因为体系中不引进速度、位巻等反应信号，因而无 法实时捕捉电机状况，致使无法精确操控电磁转矩、在突加负载或许速度指令时, 简略发生失步现象：也没有 快速的动态呼应特性。 2•失量操控，矢疑操控理论的底子思维:以转子磁链旋转空间矢疑为参阅坐标，将左子电流分化为相互正 交的两个重量:一个与磁链同方向，代表立子电流励磁重量；期一个与磁链方向正交，代表立子电流 转矩重量。 别离对英进行操控，取得与直流电机相同杰出的动态特性。矢量操控因其操控结构简略，控 制软件完成较容 易，已被广泛运用到调速体系中。 永磁同步电机矢量操控战略与异歩电机矢量操控战略有些不同。因为永磁同步电机转速和电源频率 严厉 同步，其转子转速等于旋转磁场转速，转差值恒等于零，没有转差功率，操控效果受转子参数影响小。因而， 在永磁同步电机上更简略完成矢量操控。 3. 智能操控，为了提髙永磁同步电机的操控功能和操控精度，含糊操控、神经网络操控等开端运用于 同 步电机的操控。选用智能操控办法的永磁同步电机操控体系，在多环操控结构中，智能操控器处于最 外环充任 速度操控器，而内环电流操控、转矩操控仍选用 操控、直接转矩操控这些办法。这首要是因 为外环是决泄 PI 体系的底子要素，而内环的首要效果是改造目标特性以利于外环的操控，各种扰动给内环 带来的差错能够由 外环操控或按捺。 在永磁同步电机体系中运用智能操控时，也不能彻底摒弃传统的操控办法，有必要将两者很好地结合 起来， 才干相互扬长避短，使体系的功能抵达最优。 二•沟通异步电机及其操控技能：异步电机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互效果发生电磁转 矩，然后完成电能转换为机械能的一种沟通电机。 异步电机的品种许多，最常见的分类办法是按转子结构和立子绕组相数分类。依照转子结构来分， 有笼 型异步电机和绕线转子异步电机：依照定子绕组相数来分，有单相异步电机、两相异步电机和三相 异步电机。 异步电机是各类电机中运用最广、需求量最大的一种电机。在电动轿车中，首要运用笼型异步电机。下而介绍 的异步电机就是指三相笼型异步电机。 沟通异步电机的结构与特色，沟通异步电机首要由停止的左子和旋转的转子两大部分组成，左子和 转子 之间存在气隙。此外，还有端盖、轴承、机座和电扇等部件。 (1) 左子，沟通异步电机的左子由泄子铁心、左子绕组和机座构成。左子铁心是电机磁路的一部分，并在 英上放置左子绕组。泄子铁心一般由 0.35 0.5mm厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制叠压而成，在铁 心的内圆 〜 冲有均匀散布的槽，用以嵌放泄子绕组。左子铁心槽型有半闭口型槽、半开口型槽和开口型槽 三种。定子绕组 是电机的电路部分，通入三相沟通电，发生旋转磁场。泄子绕组由三个在空间互隔 度电视点、对称摆放的 120 结构彻底相同的绕组衔接而成。这些绕组的各个线圈按一左规则别离嵌放在定子 各槽内。机座首要用于固左 泄子铁心与前后端盖，以支撑转子，并起防护、散热等效果。机座一般为铸铁件，大型沟通异步电机机座一般 用钢板焊成，微型电机的机座选用铸铝件。封闭式电机的机座外面有 散热筋以添加散热而积，防护式电机的机 座两头端盖开有通风孔，使电机表里的空气可直接对流，以利 于散热。 (2) 转子，沟通异步电机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是电机磁路的一部分, 并 在铁心槽内放宜转子绕组。转子铁心所用资料与左子相同，由0.5mm厚的硅钢片冲制叠压而成，硅钢 片外圆 冲有均匀散布的孔，用来安苣转子绕组。一般用左子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型沟通 异步电机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型沟通异步电机的转子铁心那么借助于转子支架压在转轴上。 转子绕组是转子的电路部分，英效果是切开立子旋转磁场发生感应电动势及电流，并 构成电磁转矩而使电机 旋转。转子绕组分为笼型转子和绕线式转子两种。转轴用于固左和支撑转子铁心, 并输出机械功率。转轴资料 一般用中碳钢。 (3) 气隙，沟通异步电机立子与转子之间有一个小的空隙，称为电机气隙。气隙的巨细对沟通异步电机的 作业功能有很大影响。中小型沟通异步电机的气隙一般为0.2 2mm:功率越大，转速越髙，气隙尺度 就越大。 〜 沟通异步电机的特色：沟通异步电机的底子特色:转子绕组不需与英他电源相连，其泄子电流直接取 自交 流电力体系：与其他电机比较，沟通异步电机的结构简略、保护便利、作业牢靠、质量小、本钱低。以三相交 流异步电机为例，与同功率、同转速的直流电机比较，前者质量只及后者的 本钱仅为 。 沟通异步电机 1/2, 1/3 还简略按不同环境条件的要求，派生出各种系列产品。它还具有挨近恒速的负载特性，能 满意大多数工农业生 产机械拖动的要求。 沟通异步电机的转速与其旋转磁场的同步转速有固左的转差率，因而调速功能较差，在要求有较宽 广的 滑润调速范用的运用场合，不如直流电机经济、便利。此外，沟通异步电机作业时，从电力体系汲取无功功率 以励磁，这会导致电力体系的功率因数变坏。因而，在大功率、低转速场合不如用同步电机 合理。 沟通异步电机的作业原理与作业特性：当沟通异步电机的三相肚子绕组通入三相沟通电后，将发生 一个 旋转磁场，该旋转磁场切开转子绕组，然后在转子绕组中发生感应电动势，电动势的方向由右手左 那么来确 左。因为转子绕组是闭合通路，转子中便有电流发生，电流方向与电动势方向相同。而载流的转子导体在立子 旋转磁场效果下将发生电磁力，电磁力的方向可用左手泄那么确认，由电磁力然后发生电磁 转矩驱动电机旋 转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。 沟通异步电机的转子转速不等于立子旋转磁场的同步转速，这是沟通异步电机的首要特色。假如电 机转 子轴上带有机械负载，那么负载被电磁转矩拖动而旋转。当负载发生改动时，转子转速也随之发生改动，使转 子导体中的电动势、电流和电磁转矩发生相应改动，以习惯负载需求。因而，沟通异步电机的转速是随负载变 化而改动的。 沟通异步电机的转子转速与泄子旋转磁场的同步转速之间存在转速差，它的巨细决议着转子电动势 及英 频率的巨细，直接影响沟通异步电机的作业状况。一般将转速差与同步转速的比值用转差率表明，转差率是交 流异步电机作业时的一个重要物理量。 沟通异步电机的作业特性包含作业特性和机械特性。 1. 沟通异步电机的作业特性是指电机在坚持额定电压和额泄频率不变的状况下，电机的转速、电磁转矩、 左子电流、功率和功率因数随输出功率改动的特性。作业特性是沟通异步电机的重要特性。转速 特性和电磁转 矩特性联系到电机与机械负载匹配的合理性；左子电流特功能够阐明电机的发热状况，关 系到电机作业的可 靠性和运用寿命：功率特性和功率因数特性联系到电机作业的经济性。 2. 沟通异步电机的机械特性是指电机在恒迫电压和恒左频率的状况下，电机的转速与转矩之间的关 系， 是电机的重要特性。机械特性曲线一般包含沟通异步电机的起动转矩，尼动进程的最小转矩、最大转矩、额宦 转矩、同步转速、额左转速等重要技能数据，以及电机转速随转矩改动的状况。 沟通异步电机的机械特性分为天然机械特性和人为机械特性。在电源电圧和电源频率恒泄，且左子、转 子回路 不接入任何附加设备状况下的机械特性称为天然机械特性。电源电压、电源频率、电机极对数、左子或转子回 路接入其他隶属设备等，这些条件中恣意一项改动得到的机械特性称为人为机械特性。 沟通异步电机的操控，沟通异步电机是一个多变量体系，其间变量电压、电流、频率、磁通、转速 之间 又相互影响，所以是强耦合的多变量体系。对这样一个非线性、多变量、强耦合的杂乱体系进行有用操控，成 为研讨的要点。把经典理论与现代操控理论相结合，现已构成了许多有用的操控战略与办法。现在对沟通异步 电机的调速操控首要有恒压频比开环操控、转差操控、矢量操控以及直接转矩操控等。 1•恒压频比开环操控实践上只操控了电机磁通而没有操控电机的转矩，选用这样的操控体系对异步电 机 来讲底子谈不上操控功能，一般只用于对调速功能要求一般的通用变频器上。 2•转差操控依据沟通异步电机电磁转矩和转差频率的联系来直接操控电机的转矩，能够在一左的转差 频 率范用内、一泄程度上经过调理转差来操控电机的电磁转矩，然后改进调速体系的操控功能，但其控 制理论是 树立在沟通异步电机的稳态数学模型基础上的，它合适于电机转速改动缓慢或许对动态功能要 求不髙的场合。 3. 矢量操控，矢量操控理论选用矢量剖析的办法来剖析沟通电机内部的电磁进程，是树立在沟通电机 的 动态数学模型基础上的操控办法。它仿照直流电机的操控技能，将沟通电机的立子电流解耦成相互独 立的产 生磁链的重量和发生转矩的重量。分別操控这两个重量就能够完成对沟通电机的磁链操控和转矩 操控的彻底 解耦，然后抵达抱负的动态功能。 沟通异步电机的矢量操控是依据磁场左向的办法，其调速操控体系的办法比较杂乱，常用的操控策 略有 以下四种。 (1) 转子磁场定向矢呈:操控原理，沟通电机的转矩与定子、转子旋转磁场及其夹角有关，要操控好转 矩， 有必要精确检测和操控磁通。电机转子上树立一个坐标系，此坐标系与转子同步滚动，转子磁场方向为 轴，垂 d 适宜转子磁场方向为 轴，在这种操控办法中，检测岀左子电流的 轴分虽:，就能够观测出 转子磁链的幅值， q d 当转子磁链恒左时，电磁转矩和电流的 轴重量成正比。疏忽反电动势引起的穿插耦 合，能够由电压方程 轴 q d 重量操控转子磁通， 轴重量操控转矩，现在大多数变频体系运用此种操控办法, 它完成了体系的彻底解耦， q 可是其最大的缺陷是转子磁通的观测受转子时刻常数的影响 (2) 转差率矢量操控原理，假如使电机的泄子、转子或气隙磁场中的任何一个坚持不变，电机的转矩就主 要由转差率决赵。因而，此办法首要考虑转子磁通的稳态方程式，从转子磁通直接得到立子电流 轴重量，通 d 过对定子电流的有用操控，构成了转差矢量操控，避免了磁通的闭环操控，不需求实践核算转子的磁链，用转 差率和丈量的转速相加后积分来核算磁通相关于泄子的位宜，此种办法首要运用在低 速体系中，并且体系性 能相同受转子参数改动的影响。 (3) 气隙磁场泄向矢捲操控原理，除了转子磁场的立向操控以外，还有一些操控体系运用的是气隙磁 场的 左向操控，此种办法比转子磁通的操控办法杂乱，但它运用了气隙磁通易于观测的长处，坚持气隙 磁通的恒 泄，然后使转矩与 轴电流成正比，直接对 轴电流操控，抵达操控电机的意图。 q q (4) 定子磁场定向矢疑操控原理，因为转子磁通的检测简略受电机参数的影响。气隙磁通的检测需求 附加 一些额定的检测器材等，国表里兴起了立子磁场的左向矢量操控办法。此种办法是经过坚持左子磁 通不变，控 制与转矩成正比的 轴电流，然后操控电机。可是，此种办法和气隙磁场立向的矢量操控相同，需求对电流进 q 行解耦，并且以泄子电压作为被丈量，简略遭到电机转速的影响。 4. 沟通异步电机的直接转矩操控，宜接转矩操控是将电机输出转矩作为直接操控目标，经过操控定子 磁场矢量操控电机转速。它不需求杂乱的坐标改换，也不需求依靠转子数学模型，仅仅经过操控PWM型 逆变 器的导通和切换办法，操控电机的瞬时输入电压，改动磁链的旋转速度来操控瞬时转矩，使体系性 能对转子参 数出现鲁棒性，这种办法已被推行到弱磁调速范用。逆变器的PWM选用电压空间矢量操控 办法，功能优越， 但一起不行避免地发生了转矩脉动、调速功能下降的问题。此外，该办法对逆变器开 关频率提髙的约束较大， 立子电阻对电机低速功能也有较大影响，如在低速区，立子电阻的改动会引起 定子电流和磁链的畸变，以及转 矩脉动、死区效应和开关频率等问题。 三•开关磁阻电机及其操控技能，开关磁阻电机是继直流电机和沟通电机之后，又一种极具展开潜力的新 型电机。 开关磁阻电机的结构与特色 1. 开关磁阻电机的结构，开关磁阻电机由双凸极的泄子和转子组成，其左子、转子的凸极均由一般的 硅 钢片叠压而成。立子极上绕有会集绕组，把沿径向相对的两个绕组串联成一个两级磁极，称为一相〞;转子 既无绕组又无永磁体，仅由硅钢片叠成。开关磁阻电机有多种不同的相数结构，如单相、两相、四 相及多相 等，且泄子和转子的极数有多种不同的调配。低于三相的开关磁阻电机一般没有自起动才干。相数多有利于减 小转矩脉动，但结构杂乱，主开关器材多，本钱增髙。 2. 开关磁阻电机的特色，开关磁阻电机与其他电机比较，具有以下长处： 〔〕 可控参数多，调速功能好。可控参数有主开关注册角、主开关关断角、相电流幅值、直流电源 1 电压，操控便利，可四象限作业，简略完成正转、回转和电动、制动等特定的调肖操控。 〔 结构简略，本钱低。开关磁阻电机转子无绕组，也不加永久磁铁，泄子为会集绕组，比传统的 2〕 直流电机、永磁电机及异步电机都简略，制作和保护便利，它的功率改换器比较简略，主开关元件数较少，电 子器材少，本钱低。 〔〕 损耗小，作业功率髙。开关磁阻电机的转子不存在励磁及转差损耗，功率改换器元器材少，相 3 应的损耗也小：操控灵敏，易于在很宽转速规模内完成高效节能操控。 〔 起动转矩大，起动电流小。在 额左电流的状况下就能抵达 的起动转矩。 4〕 15% 100% 可是，由子开关磁阻电机的特别结构和作业办法，也存在如下一些缺陷： 〔〕 转矩脉动现象较严峻。 1 〔 振荡和噪声相对较大，特别是在负载作业的时分。 2〕 〔 电机的岀线头相对较多，还有位苣检测器出线〕 〔 电机的数学模型比较杂乱，其精确的数学模型较难树立。的 4〕 〔 操控杂乱，依靠于电机的结构。 5〕 开关磁阻电机的作业原理与作业特性 1•开关磁阻电机的作业原理，电机的泄子和转子呈凸极形状，极数互不持平，转子由叠片构成，转子 带 有方位检测器以供给转子位宜信号，使左子绕组按一立的次序通断，坚持电机的接连作业。 开关磁阻电机的磁阻跟着转子磁极与左子磁极的中心线对准或错开而改动。因为电感与磁阻成反比，所 以当 转子磁极在泄子磁极中心线方位时，相绕组电感最大；当转子磁极中心线对准泄子磁极中心线时，相绕组电感 最小。因为开关磁阻电机的作业原理遵从“磁阻最小原理〞，即磁通总要沿着磁阻最小的途径 闭合，所以具有 必定形状的铁心在移动到最小磁阻方位时，有必要使自己的主轴线. 开关磁阻电机的作业特性，开关磁阻电机的作业特性可分为三个区域:恒转矩区、恒功率区和串励 特 性区。开关磁阻电机一般作业在恒转矩区和恒功率区。在这两个区域内，电机的实践作业特性可控。经过操控 条件，能够完成恣意实践作业特性。在恒转矩区，电机转速较低，电机反电动势小，因而需选用电流斩波操控 办法。在恒功率区，旋转电动势较大，开关器材导通的时刻较短，因而电流较小。当外加电压和开关角一泄的 条件下，跟着角速度的添加，转矩急剧下降，此刻可选用视点方位操控办法，经过按份额增大导通角来补偿， 推迟转矩的下降速度。在串励特性区，电机的可控条件都已达极限。电机 的作业特性不再可控，电机出现天然 串励作业特性，电机一般不作业在此区域。 开关磁阻电机的操控，开关磁阻电机不同于惯例的异步电机，因其本身结构的特别性，既能够经过 操控 电机本身的参数来完成，也能够用适用于其他电机上的操控理论，如 操控、含糊操控等，对功率改换器局 PID 部进行操控，然后完成电机的速度调巧。针对开关磁阻电机的本身参数进行操控，现在首要运用的几种底子控 制办法有视点位垃操控、电流斩波操控和电压操控。 1.视点方位操控，视点方位操控是在加在绕组上的电压一立的状况下，经过改动绕组上主开关的注册 角 和关断角，来改动绕组的通、断电时刻，调理相电流的波形，完成转速闭环操控。 依据电动势平衡方程式可知，当电机转速较高时，旋转电动势较大，那么此刻电流上升率下降，各相的主开关 器材的导通时刻较短，电机绕组的相电流不易上升，电流相对较小，便于运用视点方位操控办法。 因为注册角 和关断角都可调理，视点方位操控可分为变注册角、变关断角和一起改动注册角、关断角三种办法。改动注册 角，可改动电流波形的宽度、峰值和有用值的巨细，还可改动电流波形与电感波形的 相对方位，然后改动了电 机的转矩和转速。而关断角一般不影响电流的峰值，但可改动电流波形的宽度 及苴与电感曲线的相对方位，进 而改动电流的有用值。故一般选用固左关断角、改动注册角的操控办法。依据开关磁阻电机的转矩特性剖析可 知，当电流波形首要坐落电感的上升区时，发生的均匀电磁转矩为 正，电机作业在电动状况；当电流波形首要 坐落电感的下降区时，发生的均匀电磁转矩为负，电机作业在制动状况。而经过对注册角、关断角的操控，可 以使电流的波形处在绕组电感波形的不同方位，因而 能够用操控注册角、关断角的办法来使电机作业在不同 的状况。视点方位操控的长处在于转矩调的范用宽；可一起多相通电，以添加电机的输岀转矩，一起减小了转 矩动摇：经过视点的优化，能完成功率 最优操控或转矩最优操控。依据上而的剖析可知，此法不适于低速场 合。因为在低速时，旋转电动势较小，使电流峰值增大，有必要采纳相应办法进行限流，故一般用于转速较高的 场合。 2•电流斩波操控，依据电动势平衡方程式可知，电机低速作业特别是起动时，旋转电动势引起的压降 很 小，相电流上升快，为避免过大的电流脉冲对功率开关器材及电机形成损坏，需求对电流峰值进行限左，因而 可选用电流的斩波操控，获取恒转矩的机械特性。电流斩波操控一般不会对注册角、关断角进行操控，它将直 接挑选在每相的特左导通方位对电流进行斩波操控。现在电流斩波操控常用的操控计划 有两种:计划一，对电 流上、下限进行约束的操控；计划二，约束电流上限值和恒泄关断时刻的操控。 电流斩波操控的长处在于:它 适用于电机的低速调速体系，能够操控电流峰值的添加，并有很好的电流调 节效果。因每相电流波形会出现出 较宽的平顶状，使得发生的转矩比较平稳，转矩的动摇相应地比其他 操控办法要小。但是，因为电流的擁值受 到了约束，当电机转速在负载的扰动效果下发生改动时，电流 的峰值无法做岀相应的改动，使得体系的特性比 拟软，因而体系在负载扰动下的动态呼应很缓慢。 3•电压操控，电压操控是坚持注册角、关断角不变的前提下，使功率开关器材作业在脉冲宽度调制方 式。 经过调理PWM波的占空比，来调整加在绕组两头电压的均匀值，然后改动绕组电流的巨细，完成对转速的调 节。假定增大调制脉冲的频率，就会使电流的波形比较滑润，电机出力增大，噪声减小，但对功率开关器材工 作频率的要求就会增大。依照续流办法的不同，电压操控分为单管斩波和双管斩波办法。在单管斩波办法中， 衔接在每相绕组中的上、下桥臂的两个开关管只要一个处于斩波状况，另一个一向 导通。而双管斩波办法中， 两个开关管一起导通和关断，对电压进行斩波操控。考虑到体系功率等要素, 实践运用中一般常用单管斩波方 式。电压操控的长处在于，它经过调理绕组电压的均匀值然后调理电流, 因而可用在低速和高速体系，且操控 简略，但它的调速范用有限。在实践的开关磁阻电机调速体系运用 中，也能够选用多种操控办法相结合的方 法，如髙速视点操控和低速电流斩波操控相结合，变视点电压 斩波操控和泄视点电压斩波操控相结合等。这些 组合办法各有优势及缺少，因而有必要针对不同的运用场合和不同的功能要求，合理地挑选操控办法，才干使电 机作业于最正确状况。

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