永磁同步电动机定子磁链对电机性能影响的研究

徐大利，谢青海，崔 嵬，王 涛，孟凤果

（河北机电职业技术学院，河北 邢台054000）

永磁同步电动机（PMSM）的矢量控制方式中，逆变器有两种运行方式，分别是电流滞环控制方式和电压空间矢量控制方式[1]。定子磁链对电动机的性能影响较大，不同的逆变方式，定子磁链表现不同，优良的定子磁链，会得到较好的电动机性能。

1 观测PMSM 定子磁链

PMSM 的数学变量为[1]

经过公式变换，得到PMSM 表达式为：

进一步变换公式，得到判别矩阵：

通过对永磁同步电动机矢量控制和电流滞环逆变控制的分析，在Matlab 中，建立数学模型如图1 所示[4][5][6]，用同样的方法可以建立电压空间矢量控制的数学模型。

图1 电流滞环逆变控制模型

2 实验仿真分析

图2 是电流滞环逆变控制方式下的电动机速度响应，图3 是电压空间矢量控制方式下的电动机速度响应。图4 是电流滞环逆变控制方式下的电动机电磁转矩响应，图5 是电压空间矢量控制方式下的电动机电磁转矩响应。图6 是电流滞环逆变控制方式下的电动机定子磁链响应，图7 是电压空间矢量控制方式下的电动机定子磁链响应。通过实验结果对比我们发现，电压空间矢量控制方式下电动机定子磁链明显优于电流滞环逆变控制方式下的定子磁链，相应的，电磁转矩性能也更好。

图2 电流滞环跟踪控制速度响应

图3 电压空间矢量控制速度响应

图4 电流滞环跟踪控制电磁转矩响应局部

图5 电压空间矢量控制电磁转矩响应局部

图6 电流滞环跟踪控制磁链

图7 电压空间矢量控制磁链

3 结 论

永磁同步电动机的定子磁链是可以观测的。仿真实验结果表明：优良的定子磁链，会得到较好的电动机性能。