调速式永磁同步电动机不同控制策略下电磁设计的问题

xyl

对于调速式永磁同步电动机，往往使用不同的控制策略
譬如对于矢量控制，可能用到  Id=0，cos=1，最大转矩最小电流控制，

1 对于使用不同的控制策略，对电机的电磁设计有影响吗？ 若有的话，需要做何改变？
   请具体说说！
2 调速式永磁同步电动机，大家若设计的话，实际是怎么做的？不考虑变频器的情况，  就设计，似乎问题很多，若考虑的话，需要考虑哪些，为什么要考入这些参数，都用来做什么？

3 不考虑控制策略来做调速调速式永磁同步电动机，我觉得问题非常多的，譬如我用传统的电磁设计软件算出id=0.5， iq=12  但我用Id=0的控制策略，这不就不符合情况吗？  

4 因为我不学电控的，对电机控制始终是一知半解  ，我们说传统的“矢量控制”，就是保证【电枢磁链】的【角度】与 【永磁体磁链】的【角度】  成90°（若用id=0的）
那若到 我们常用的【路算电磁电磁设计】中  这个角度是指  U与E0的角度（功率角）？   （我觉得还不是），那是指？   具体说说  ，从源头上推也可以  ！

5  题外再问一个，不同的负载情况，（譬如，恒功率负载，恒转矩负载），对电机电磁设计有何影响？


不知道我把问题说清楚了吗？   希望跟大家多多讨论，觉得这个问题还是有一般意义的。

xyl

为什么没人回答呢？ 很普遍的问题啊

xyl

为什么就无人回答的地步呢  这个问题个人觉得是搞 电机设计都会遇见的问题啊

感应电机  带变频了  也不是总恒压频比的啊  也有矢量控制的啊  就没人注意这个问题吗？

y1949b

我给定一下

16yue

顶，我也想了解

SNYDJ

坛友xyl的讨论建议非常切合实际，这方面的设计对大家来说，的确也是一个新的领域，我设计的调速型交流永磁同步电机，表面磁钢型的，就是用id＝０的控制策略，单位定子电流可获得最大的转矩，当id＝０时，定子电流只有交轴分量，通过矢量型变频器，调节iq的大小，就能得到与直流电机一样的平滑的调节控制性能．望其余坛友多多发表见解．互相交流，共同提高．

fengxingyun

如果id=0，那么此时电机的功率因素呢？会不会很低？

xyl

是很高  不是很低

SNYDJ

是的，cosφ均大于０.９．效率最少也要大于８２%,高的可达９５%.

yzhjim

这个问题提的很好，相信这也是大家都关心的问题吧。
对于表面突出式永磁电机，一般在恒转矩段采用id=0控制，实际上也就是最大转矩电流比控制，在恒功率运行段采用弱磁控制，但弱磁扩速范围不是太大。
对于内置式转子结构的，为了利用磁阻转矩，恒转矩运行段采用最大转矩电流比控制。有效地降低变频器容量。
在电机设计过程中，要合理选择转折速度，根据过载能力与扩速要求折中选择转折速度与电压，如果有需要可根据变频器能输出的最大电压给扩速段留一部分余量。
也不知道表达清楚了没，这是个人的一些看法，希望大家多讨论。

长征漫漫

跟一个，追加一个问题，如果永磁同步电机采用开环控制（用户要求），即没有传感器，在电磁设计上又该如何调整呢？

tjulix

这个问题很好啊，我以自己的理解抛砖引玉，还请大牛们指正。
1. 应该说是电机设计第一，控制策略第二。首先电机先确定是表磁式式还是嵌入式，控制策略才能与之配套。再说白话一点，电机有一堆参数要优化，控制器有一堆参数要优化，要我会选先将电机做到在额定点成本最低，效率最好，单位电流产生的转矩最大。然后控制器根据电机输入电流来确定元器件，根据电机电感等来确定控制策略参数。
2. 这个问题太大了，本人没能力回答。建议系统的看看书。
3. 你Id和Iq是在什么条件下算出来的呢？在这点转矩最大吗？如果做弱磁控制，保持这个转矩，可以把转速做高一点留作余量；又可以保持这个转速，留出一定转矩过载量（毕竟负载转矩不是一定恰好是你计算的），这个选择就和你留余量的多少选择有关系了。
4. 这里两个角度不一样。看附图。

【电枢磁链】的【角度】与 【永磁体磁链】的【角度】 和 U与E0的角度 分别是 Pusai+90 和 Theta 他们之间的差是PF角Phi。但是可以说，一个电机在某一点的PF角度是可以确定的。那么自然Pusai和Theta其实也是可以相互确定的。所以在设计时使用哪个为控制对象实际上没区别。

5. 对于PM电机，转速时被控制频率定死的，那么一定功率就必然对应一定转矩，除非变频。那么问题就统一为你想在多少转速下跑多少转矩的问题了。这么说有点废话，希望能回答你的问题。

另外，PM电机开环较难拖入同步，启动也有问题。也许小电机可以用改变气隙分布来利用一下磁阻转矩启动。没做过，个人认为难度比较大。

SNYDJ

楼上分析得比较详细啊．

xyl

谢谢tjulix ！  

看了您的回复很有收获 ，希望大家就这个问题  ，继续讨论

xyl

要继续啊！

xyl

我是不想让这个帖子沉下去  但你说老这么的“人工置顶” 我自己都先脸红了
   版主勿怪  版主勿怪！

achilles

首先顶一下这个好贴！
个人愚见：无论是电机设计还是控制策略，首先要明确电机的使用需求，要搞清楚电机的负载、调速范围和效率指标等等。针对不同的需求才有可能确定有效的控制策略。例如：有些电机可能长时间工作于低负载、低转速区间，但这时可能对电机的效率指标、振动指标要求很高，这就要求从电机设计和控制方案两方面都采取有针对性的措施才行。例如有些朋友提出弱磁增速的方案，但是如果对效率指标有严格的要求时，恐怕弱磁就不见得合适了。

djabc

不同的控策略，计算方法也不同意，可没见有这方面的电磁计算公式

xyl

大家能否继续说说呢？  

这么沉了，不甘心啊

fengxingyun

如果id=0，此时电流i是与E0同相位，
那么当功率因数很高时（>0.9以上），则应该要求功角很小，

此时要保持一定的功率输出，端电压不能增加的情况下，是不是应该使发电动势很大呢？

不知道分析的对不对，在我感觉里面，这个时候，E0/U如果太大，功率因数不会太高。
请各位指点一下，分析的哪里有问题。