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1、无刷同步电机的最大转矩电流比 控制策略研究 导 师：刘刃 学 生：周盛强 专 业：电气工程与自动化 1、绪论 2、内置式永 磁同步电机概 况和数学模型 3、内置式永磁 同步电机的矢量 控制 4、仿真分析 5、结论 1、绪论 1、课题背景和意义 2、国内外研究现状 3、研究内容 2、内置式永磁同步电机概况和数学模型 1、 概况 内置式永磁同步电机的优点、应用领域 2、数学模型 坐标变换原理 在转子d-q轴坐标下的数学模型 2、内置式永磁同步电机概况和数学模型 优点： 结构简单、体积小、重量轻、可靠性好、 损耗小、效率高 应用领域： 航天航空、家电、石油、混合动力汽车、医 疗、数控等 数学模型 常
2、用轴系： 1、三相静止ABC坐标轴系 2、两相静止坐标轴系 3、两相旋转d-q坐标轴系 坐标变换： 三相静止到两相静止坐标的变换 两相静止到两相旋转的变换 在转子d-q坐标轴系下的数学模型 定子电压方程： 磁链方程： 转矩方程： 3、内置式永磁同步电机的矢量控制 1、矢量控制原理 2、常用控制策略 id = 0 控制 控制 弱磁控制 最大转矩电流比（MTPA)控制 最大转矩电流比控制 最大转矩电流比控制： 在给定转矩时，最优分配交、直轴电流分量，使 电机的定子电流最小，达到单位电流下电机输出 转矩最大 最大转矩电流比控制 定子电流 矢量图 最大转矩电流比控制 电磁转矩公式： 最佳定子电流矢量角
3、： 直轴电流： 内置式永磁同步电机MTPA控制系统框图 带交叉项的MTPA 控制 4、仿真分析 1、空载 2、突加10N.m负载 4、仿真分析 在给定负载转矩时，通过与id=0控制方法仿真对 比，最大转矩电流比控制最优的分配了交、直轴 电流，使电机的定子电流最小，降低了电机的铜 损耗，提高了电机的效率和转矩输出能力，使系 统的控制得到了优化 4、仿真分析 1、电机参数变化对控制的影响 通过分析可知：电机在运行时，交轴电感变化量最 大，且引起的最佳定子矢量角的偏差也最大，定子电 流的变化也最大；直轴电感次之，永磁体磁链的影响 最小 4、仿真分析 2、 PI 参数对控制的影响 和 不同时对转速、电流的响应曲 线的影响，通过分析曲线的超调量和调节时间得出 ： 增大时，曲线的超调量增大，增加了系统的振 荡； 增大时，曲线的调节时间缩短，加快了动 态响应速度 5、结 论 内置式永磁同步电机在采用最大转矩电流比控制 时，能够最大限度的利用磁阻转矩，在给定转矩 的情况下，最优分配交、直轴电流分量，使电机 的定子电流最小；同时，降低了电机的损耗，提 高了电机的效率 谢谢大家！
