电动车用内嵌式永磁同步电动机弱磁调速研究

    电动机用内嵌式永磁同步电动机驱动系统在车载电源电压限制下，需要采用弱磁调速控制策略提高电机的转速范围满足电动汽车的行驶要求。通过对指令信号与反馈信号的误差值进行计算，获得电压参考值，并与车载直流电压比较得到变调率，建立电压转速模型，联合变调率判断电动车的运行状态，采用控制矢量脉宽调制技术产生开关控制信号，进行永磁同步电动车的弱磁调速，实验分析验证了该方法弱磁扩速的可靠性。

    电动车用驱动电机比工业用电机需要更宽的转速范围、更高的转矩密度，且要求驱动电机在低速行驶或爬坡时能提供高的转矩，告诉行驶时输出低的转矩。内嵌式永磁同步电动机通过在转子上内嵌永磁体，利用磁阻转矩获得高的转矩密度，与感应电动机比较，永磁同步电动机在中低速范围的高效率使其在电动车上得到广泛应用。电机的反电动势与其转速成反比，收到车载电源电压的局限，当电机端电压达到驱动系统输出电压后，电机处于最高转速状态，为了进一步提高转速，通过通入反向电流来削弱永磁磁场，极采用弱磁控制实现永磁同步电动机的恒功率宽速运行。

    在永磁同步电动机驱动系统中，空间矢量脉宽调制技术比正弦波脉宽调制技术更输出更高的电压，提高了对电压源逆变器直流供电电源的利用率，得到广泛应用。文献中对空间矢量脉宽调制的过调制算法在永磁同步电动机弱磁扩速中的应用进行了研究，在直流电压限制下改善了电机的转速输出范围。文献对所有速度范围内的弱磁调速控制进行了研究，提出最优弱磁路径控制策略，保证在任何低速下电机都有良好的转矩可控性。电动车运行工况复杂，如高速下坡、低速爬坡等，对于电动车用永磁同步电动机驱动系统弱磁调速控制的准确性和实时性提出了更高要求。本文通过建立电压速度模型，计算电动车运行过程中的变调率，进行弱磁调速判断与控制，并进行了实验分析，验证了其弱磁扩速的可靠性。