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| 電機(jī)弱磁控制的常用方法有哪些？（FJH） |
| 2024年12月9日 |
電機(jī)弱磁控制的常用方法有哪些？（FJH）
以下是一些電機(jī)弱磁控制的常用方法：
直軸電流給定法：通過直接給定直軸電流的大小來削弱磁場(chǎng)。在永磁同步電機(jī)中，根據(jù)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和控制要求，計(jì)算出在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)載條件下需要的直軸電流值，然后將其作為給定值輸入到電流控制器中，從而產(chǎn)生相應(yīng)的弱磁效果。這種方法簡單直接，但對(duì)電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確性要求較高. 電流矢量控制法：將定子電流矢量分解為直軸電流和交軸電流兩個(gè)分量，通過控制直軸電流來實(shí)現(xiàn)弱磁控制。常用的有****轉(zhuǎn)矩電流比控制（MTPA）和弱磁控制相結(jié)合的方法。在低速時(shí)，采用 MTPA 控制，使電機(jī)在輸出給定轉(zhuǎn)矩的情況下電流最小，提高效率；在高速需要弱磁時(shí)，逐漸增加直軸電流的負(fù)向分量，以削弱磁場(chǎng)，提高轉(zhuǎn)速.
電壓外環(huán)控制法：構(gòu)建一個(gè)電壓外環(huán)控制器，將電機(jī)的實(shí)際輸出電壓與給定電壓進(jìn)行比較，通過 PI 控制器等調(diào)節(jié)手段，輸出直軸電流的給定值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)弱磁控制。該方法能夠有效地應(yīng)對(duì)電機(jī)參數(shù)變化和負(fù)載擾動(dòng)，具有較好的魯棒性，但需要合理地設(shè)計(jì)電壓外環(huán)的參數(shù)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能. 直接輸出電壓幅值分配控制：在弱磁區(qū)，根據(jù)電機(jī)的電壓方程直接重新分配直軸電壓和交軸電壓，或者將交軸電流環(huán)輸出直軸電壓，將直軸電流環(huán)輸出交軸電壓等，以重新分配交直軸電流環(huán)的積分項(xiàng)，無需直軸電流給定值，從而實(shí)現(xiàn)弱磁控制. 輸出電壓角度 PI 控制：類似于單個(gè)電流環(huán)控制方案，交軸電流環(huán)輸出電壓角度，直軸電流環(huán)輸出電壓幅值，并保持幅值一直處于飽和狀態(tài)附近，無需直軸電流給定值，通過對(duì)電壓角度和幅值的控制來實(shí)現(xiàn)弱磁升速.
離線計(jì)算法：基于電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在離線狀態(tài)下通過代數(shù)方程求解等方式，預(yù)先計(jì)算出不同轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等工況下的弱磁電流和電壓參考值，并將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在控制器中。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)行工況，通過查表等方式獲取相應(yīng)的參考值來進(jìn)行弱磁控制。這種方法簡單易行，適用于對(duì)成本要求較高、計(jì)算資源有限的場(chǎng)合，但無法實(shí)時(shí)適應(yīng)電機(jī)參數(shù)的變化. 在線計(jì)算法：利用電機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如轉(zhuǎn)速、電流、電壓等，結(jié)合電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，在線實(shí)時(shí)計(jì)算出弱磁控制所需的電流和電壓參考值。該方法能夠更好地適應(yīng)電機(jī)參數(shù)的變化和負(fù)載的擾動(dòng)，但對(duì)控制器的計(jì)算能力要求較高，通常需要使用高性能的微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器來實(shí)現(xiàn).
模糊控制：模糊控制不需要精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，而是基于模糊規(guī)則和模糊推理來實(shí)現(xiàn)對(duì)弱磁電流或電壓的控制。通過將電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，如轉(zhuǎn)速偏差、電流偏差等模糊化，然后根據(jù)預(yù)先設(shè)定的模糊規(guī)則進(jìn)行推理，得到相應(yīng)的控制量，實(shí)現(xiàn)弱磁控制。模糊控制具有較強(qiáng)的魯棒性和適應(yīng)性，能夠有效地應(yīng)對(duì)電機(jī)參數(shù)變化和非線性因素的影響. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的非線性映射能力和自學(xué)習(xí)能力，可以通過對(duì)大量的電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，建立起輸入輸出之間的非線性關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)弱磁控制的優(yōu)化。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制能夠自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，以適應(yīng)不同的運(yùn)行工況和電機(jī)參數(shù)變化，但需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和較長的訓(xùn)練時(shí)間.
前饋反饋混合控制：將前饋弱磁控制和反饋弱磁控制相結(jié)合。前饋弱磁控制根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載等信息，預(yù)先計(jì)算出所需的弱磁電流或電壓，并直接作用于控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度；反饋弱磁控制則通過對(duì)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和反饋，如輸出電壓、電流等，對(duì)前饋控制的結(jié)果進(jìn)行修正和補(bǔ)償，以提高控制精度和穩(wěn)定性。這種混合控制方法結(jié)合了前饋控制和反饋控制的優(yōu)點(diǎn)，能夠在保證系統(tǒng)響應(yīng)速度的同時(shí)，提高控制性能. 模型預(yù)測(cè)控制與其他控制方法結(jié)合：模型預(yù)測(cè)控制（MPC）通過預(yù)測(cè)電機(jī)未來的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)設(shè)定的優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，計(jì)算出****的控制序列。將 MPC 與電流矢量控制、電壓控制等方法相結(jié)合，可以充分發(fā)揮 MPC 的優(yōu)化能力和其他控制方法的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)更精確、更高效的弱磁控制。例如，在 MPC 的框架下，將電流矢量控制的電流參考值作為預(yù)測(cè)模型的輸入，通過優(yōu)化計(jì)算得到****的電壓矢量，從而實(shí)現(xiàn)弱磁控制和轉(zhuǎn)矩控制的協(xié)同優(yōu)化
 
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