初級(jí)永磁型直線電機(jī)矢量控制對比研究

陳敬燦，汪旭東，許孝卓，封海潮

(河南理工大學(xué) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院，河南 焦作454000)

以永磁直線電機(jī)為控制對象的矢量控制，通過對電樞磁場與永磁磁場的分析與解耦,分別控制產(chǎn)生磁場的勵(lì)磁電流和推力電流，進(jìn)而控制電機(jī)的推力,該方法大幅簡化了控制過程[3-5]。在經(jīng)典的矢量控制基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[6]通過混合型氣隙磁鏈觀測方法,其低速段采用電流模型,中高速提出基于速度補(bǔ)償?shù)男滦透倪M(jìn)型電壓模型,可在全速度范圍內(nèi)很好的觀測出電機(jī)定子磁鏈。文獻(xiàn)[7]通過載波脈寬調(diào)制的雙零序注入PWM策略更為合適地實(shí)現(xiàn)四維電流矢量控制。文獻(xiàn)[8]通過電流直接反饋而消去Clarke坐標(biāo)變換的簡化矢量控制方法,并在永磁同步電機(jī)的控制中進(jìn)行研究。因此，針對不同的直線電機(jī)采用不同的矢量控制策略，對其研究具有重要意義。

PPMLM具有非線性、強(qiáng)耦合性、負(fù)載擾動(dòng)、時(shí)變不確定性等特點(diǎn)。本文在電機(jī)本體結(jié)構(gòu)和參數(shù)已經(jīng)確定的條件下，將空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)與電流滯環(huán)PWM兩種矢量控制策略應(yīng)用于PPMLM的控制系統(tǒng)，在相同條件下，分別建立了仿真模型，對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和加入干擾時(shí)的穩(wěn)定性進(jìn)行比較，尋求較為有效的矢量控制策略，并得出相應(yīng)結(jié)論。

1 建立PPMLM的數(shù)學(xué)模型

PPMLM的初級(jí)上有ABC三相對稱繞組用于產(chǎn)生行波磁場，次級(jí)采用導(dǎo)磁材料用于產(chǎn)生恒定的動(dòng)子磁鏈。由于電機(jī)的電樞磁場與永磁磁場不正交，相互耦合，很難和控制直流電機(jī)一樣，通過控制電樞電流獨(dú)立控制電機(jī)推力，若將ABC三相定子靜止坐標(biāo)系經(jīng)過Clarke變換和Park變換轉(zhuǎn)換到d-q兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，則可以實(shí)現(xiàn)解耦控制[9]。……