1、第六章永磁電機驅動系統的組成和工作原理一、永磁無刷電機的分類二、永磁同步電機的結構三、永磁同步電機的工作原理四、永磁同步電機的數學模型及控制系統一、永磁同步電機的分類PMSM和BDCM每相勵磁磁場強度波形a)PMSMb)BLDCM 永磁電動機既具有交流電動機的無電刷結構、運行可靠等優點, 又具有直流電動機的調速性能好的優點, 且無需勵磁繞組, 可以做到體積小、控制效率高, 是當前電動車用電動機研發與應用的熱點。永磁無刷電動機可以分為： 由方波驅動的無刷直流電動機系統(BLDCM) 由正弦波驅動的無刷直流電動機系統(PMSM)一、永磁同步電機的分類 永磁電動機驅動系統可以分為無刷直流電動機無刷直

2、流電動機(BLDCM)(BLDCM)系統和永磁同步電動機系統和永磁同步電動機(PMSM)(PMSM)系統系統。 無刷直流電動機(BLDCM)系統具有轉矩大、功率密度高、位置檢測和控制方法簡單的優點, 但是由于換相電流很難達到理想狀態, 因此會造成轉矩脈動、振動噪聲等問題。對于車速要求不太高的電動汽車驅動領域,BLDCM系統具有一定的優勢, 得到了廣泛的重視和普遍應用。 永磁同步電動機永磁同步電動機( PMSM)( PMSM)系統系統具有高控制精度、高轉矩密度、良好的轉矩平穩性以及低噪聲的特點, 通過合理設計永磁磁路結構能獲得較高的弱磁性能, 提高電動機的調速范圍, 因此在電動車驅動方面具有較高

3、的應用價值, 已經受到國內外電動汽車界的高度重視, 并在日本得到了普遍的應用 , 是一種比較理想的電動汽車驅動系統。永磁同步電機相比交流異步電機優勢永磁同步電機相比交流異步電機優勢1、效率高、更加省電：、效率高、更加省電：a、由于永磁同步電機的磁場是由永磁體產生的，從而避免通過勵磁電流來產生磁場而導致的勵磁損耗（銅耗）；b、永磁同步電機的外特性效率曲線相比異步電機，其在輕載時效率值要高很多。c、由于永磁同步電機功率因數高，這樣相比異步電機其電機電流更小，相應地電機的定子銅耗更小，效率也更高。d、系統效率高：永磁電機參數，特別是功率因數，不受電機極數的影響，因此便于設計成多極電機（如可以100極

4、以上），這樣對于傳統需要通過減速箱來驅動負載電機，可以做成直接用永磁同步電機驅動的直驅系統，從而省去了減速箱，提高了傳動效率。永磁同步電機相比交流異步電機優勢永磁同步電機相比交流異步電機優勢2、功率因數高：、功率因數高：由于永磁同步電機在設計時，其功率因數可以調節，甚至可以設計成功率因數等于1，且與電機極數無關。電機的功率因數高有以下幾個好處：a、功率因數高，電機電流小，電機定子銅耗降低，更節能；b、功率因數高，電機配套的電源，如逆變器，變壓器等，容量可以更低，同時其他輔助配套設施如開關，電纜等規格可以更小，相應系統成本更低。c、由于永磁同步電機功率因數高低不受電機極數的限制，在電機配套系統允

5、許的情況下，可以將電機的極數設計的更高，相應電機的體積可以做得更小，電機的直接材料成本更低。永磁同步電機相比交流異步電機優勢永磁同步電機相比交流異步電機優勢3、電機結構簡單靈活：、電機結構簡單靈活： 由于異步電機轉子上需要安裝導條、端環或轉子繞組，大大限制了異步電機結構的靈活性，而永磁同步電機轉子結構設計更為靈活。4、可靠性高：、可靠性高： 由于永磁同步變頻調速電機參數不受電機極數的限制，便于實現電機直接驅動負載，省去噪音大，故障率高的減速箱，增加了機械傳動系統設計的可靠性和靈活性。永磁同步電機相比交流異步電機優勢永磁同步電機相比交流異步電機優勢5、體積小，功率密度大：、體積小，功率密度大：

6、電機效率的增高，相應地損耗降低，電機溫升減小，則在采用相同絕緣等級的情況下，電機的體積可以設計的更小；電機結構的靈活性，可以省去電機內許多無效部分，如繞組端部，轉子端環等，相應體積可以更小。6、起動力矩大、噪音小、起動力矩大、噪音小、溫升低、溫升低 ：a、永磁同步電機在低頻的時候仍能保持良好的工作狀態，低頻時的輸出力矩較異步電機大，運行時的噪音小；b、轉子無電阻損耗，定子繞組幾乎不存在無功電流，因而電機溫升低，同體積、同重量的永磁電機功率可提高30%左右；同功率容量的永磁電機體積、重量、所用材料可減少30%。 （1）價格較高價格較高：磁鋼價格較高。：磁鋼價格較高。 （2）弱磁能力低弱磁能力低：

7、由于永磁同步電動機轉子為永：由于永磁同步電動機轉子為永磁體，無法調節，必須通過加定子直軸去磁電流分量磁體，無法調節，必須通過加定子直軸去磁電流分量來削弱磁場，這會增大定子的電流，增加電動機的銅來削弱磁場，這會增大定子的電流，增加電動機的銅耗；耗； （3）起動困難起動困難，高速制動時電勢高，給逆變器帶，高速制動時電勢高，給逆變器帶來一定的風險。來一定的風險。永磁同步電機缺點永磁同步電機缺點二、永磁同步電機的結構圖5-57交流永磁電驅動系統a)交流永磁電驅動系統b)永磁電機控制器內部結構交流永磁電驅動系統由交流永磁電動機和控制器組成。交流永磁電驅動系統由交流永磁電動機和控制器組成。正弦波永磁同步電

8、動機驅動系統的基本組成框圖 二、永磁同步電機的結構rrggbbNSACBZYX模擬結構圖二、永磁同步電機的結構 定子定子繞組一般制成三相繞組。三相繞組繞組一般制成三相繞組。三相繞組沿定子鐵心對稱分布，在空間互差沿定子鐵心對稱分布，在空間互差120120度度電角度，通入三相交流電時，產生旋轉電角度，通入三相交流電時，產生旋轉磁場。磁場。 轉子轉子采用永磁體，目前主要以釹鐵硼作采用永磁體，目前主要以釹鐵硼作 為永磁材料。為永磁材料。 采用永磁體簡化了電機的采用永磁體簡化了電機的結構，提高了可靠性，又沒有轉子銅耗，結構，提高了可靠性，又沒有轉子銅耗， 提高電機的效率。提高電機的效率。 霍爾傳感器 定

9、子繞組轉子磁鐵實物結構圖二、永磁同步電機的結構 貼面轉子結構二、永磁同步電機的結構（1）表面凸出式結構 表面凸出式轉子結構中的永磁磁極易于實現最優設計，使之成為能使電動機氣隙磁密波形趨近于正弦波的磁極形狀。可顯著提高電動機乃至整個傳動系統的性能；具有結構簡單、制造成本較低、轉動慣量小、動態響應快、轉矩脈動低等優點。 但由于弱磁調速范圍小，功率密度低，所以與其他轉子結構相比在電動車驅動力一面沒有優勢。 1997年本田汽車公司PLUS電動車的驅動電機采用了這種結構的永磁同步電機。日前可在矩形波永磁同步電動機的恒功率運行范圍不寬的正弦波永磁同步電機中應用。比較適合用作汽車的電子伺服驅動：如汽車電子動

10、力力一向盤的伺服電機。（2）表面插入式結構 可充分利用轉子磁路的不對稱性所產生的磁阻轉矩，提高電動機的功率密度，動態性能較凸出式有所改善。制造工藝也較簡單。但漏磁系數和制造成本都大。 這種結構型式的永磁同步電動機為豐田汽車公司的蓄電池電動車RAV4所采用。本田汽車公司PLUS電動車的第一代驅勸電機也采用了這種結構。a）內置徑向式 b）內置切向式 c）內置混合式內置式轉子結構 內置式永磁同步電機也稱為混合式永磁磁阻電機。該電機在永磁轉矩的基礎上迭加了磁阻轉矩。磁阻轉矩的存在有助于提高電機的過載能力和功率密度，而且易于弱磁調速.擴大恒功率范圍運行。 內置式結構的永磁體位于轉子內部。按永磁體磁化方向

11、與轉子旋轉方向的相互關系，內置式磁路結構又可分為徑向式、切向式和混合式二種。日前國內外電動車驅動以采用徑向式結構的居多。（3)內置式轉子結構 調速永磁同步電動機結構示意圖調速永磁同步電動機結構示意圖l轉軸轉軸 2軸承軸承 3端蓋端蓋 4定子繞組定子繞組 5機座機座 6定子鐵心定子鐵心 7，8永磁體永磁體 9轉子鐵心轉子鐵心 10風扇風扇 11風罩風罩 12位置、速度傳感器位置、速度傳感器 13，14電纜電纜 15專用變頻驅動器專用變頻驅動器18自行車電機永磁同步電機結構工業電機汽車電機三、永磁同步電機的工作原理由于電機定子三相繞組中接入三相對稱交流電產生旋轉磁場，用旋轉磁極N、S來模擬。根據磁

12、極異性相吸、同性相斥的原理，不論定子旋轉磁極與永磁磁極起始相對位置如何定子的旋轉磁極總會由于磁拉力拖著轉子同步旋轉，同步電機轉速可表示為:同步同步60 f1pn = n0 = NSSNn0n0電動機狀態電動機狀態 三相同步電機的可逆運行三相同步電機的可逆運行NSSNn0n0電動機狀態電動機狀態NSSNn0n0理想空載狀態理想空載狀態SNn0NSn0發電機運行發電機運行三、永磁同步電機的工作原理n1、PMSM的數學模型ABC、 、：定子三相靜止坐標系：定子兩相靜止坐標系：轉子兩相坐標系、d、q 為了簡化和求解數學模型方程，運用坐標變換理論,通過對同步電動機定子三相靜止坐標軸系的基本方程進 行線性

13、變換，實現電機數學模型的解耦 。四、永磁同步電機的數學模型及控制系統：定子電壓：定子電流：定子磁鏈矢量：轉子磁鏈矢量：轉子角位置：電機轉矩角sssfrui假設： 1)忽略電動機鐵心的飽和； 2)不計電動機中的渦流和磁滯損耗； 3)轉子無阻尼繞組。 永磁同步電動機在三相定子參考坐標系中的數學模型可以表達如下：sss sduR idtrjss sfLie定子電壓：定子磁鏈：電磁轉矩：32epssTniq1、永磁同步電機的數學模型、永磁同步電機的數學模型永磁同步電動機在 坐標系中的數學模型可以表達如下：sssjsssiiji定子電流：定子磁鏈：電磁轉矩：32epssssTnii q1、永磁同步電機的

14、數學模型、永磁同步電機的數學模型永磁同步電動機在轉子旋轉坐標系d-q中的數學模型可以表達如下：定子電壓：定子磁鏈：電磁轉矩：dds drqduR idt qqs qrdduR idt dddfL iqq qL i3()2enfqdqdqTpiLLi iq1、永磁同步電機的數學模型、永磁同步電機的數學模型 （1）開環控制：）開環控制：u/f恒定恒定 （2）閉環控制：）閉環控制：n矢量控制矢量控制 （70年代）年代）n直接轉矩控制（直接轉矩控制（80年代）年代）n智能控制智能控制n永磁同步電機控制方式q2、永磁同步電機的控制系統、永磁同步電機的控制系統n永磁同步電動機矢量控制策略與異步電動永磁同步

15、電動機矢量控制策略與異步電動機矢量控制策略有些不同。機矢量控制策略有些不同。n由于永磁同步電動機轉速和電源頻率嚴格由于永磁同步電動機轉速和電源頻率嚴格同步，其轉子轉速等于旋轉磁場轉速，轉同步，其轉子轉速等于旋轉磁場轉速，轉差恒等于零，沒有轉差功率，控制效果受差恒等于零，沒有轉差功率，控制效果受轉子參數影響小。轉子參數影響小。n因此，在永磁同步電動機上更容易實現矢因此，在永磁同步電動機上更容易實現矢量控制。量控制。 （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略定子電流經過坐標變換后轉化為兩相定子電流經過坐標變換后轉化為兩相旋轉坐標系上的電流旋轉坐標系上的電流 和和 ，從而，從而調節轉矩調節轉

16、矩 和實現弱磁控制。和實現弱磁控制。FOC中需要測量的量為：定子電流、中需要測量的量為：定子電流、轉子位置角轉子位置角 dsqsiiq （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略eT1、工作原理n以轉子磁場定向以轉子磁場定向n系統動態性能好，控制精度高系統動態性能好，控制精度高n控制簡單、具有直流電機的調速性能控制簡單、具有直流電機的調速性能n運行平穩、轉矩脈動很小運行平穩、轉矩脈動很小2、FOC特點q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略3、坐標變換（1 1）ClarkeClarke（3s/2s3s/2s）變換）變換3N：三相繞組每相繞組匝數：兩相繞組每相繞組匝數各相磁動勢

17、為有效匝數與電流的乘積，其相關空間矢量均位于有關相的坐標軸上。2Nq （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略設磁動勢波形是正弦分布的，當三相總磁動勢與相總磁動勢與二相總磁動勢相等時，兩套繞組瞬時磁動勢在 軸上的投影都應相等，因此233332333cos60cos6011()22sin60sin603()2ABCABCBCBCN iN iN iN iN iiiN iN iN iN ii321112233022ABCiiNiiNiq （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略考慮變換前后總功率不變，可得匝數比應為2 / 3102133221322C111222333022ABCii

18、iii3223NN3/2111222333022C坐標系變換矩陣：可得q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略如果三相繞組是Y形聯結不帶零線，則有302122ABiiii2031162ABiiii0ABCiii于是q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略d兩個交流電流 和兩個直流電流 ，產生同樣的以同步轉速 旋轉的合成磁動勢 軸和矢量 都以轉速 旋轉，分量 的長短不變。 軸與 軸的夾角 隨時間變化（2 2）ParkPark（2s/2r2s/2r）變換）變換1sFdqii、dqii、dq、ii、( )SsF i1q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略由圖可見

19、， 和 之間存在下列關系坐標系變換矩陣：寫成矩陣的形式，得ii、dqii、cossinsincosdqdqiiiiii2 /2cossinsincosddrsqqiiiCiii 2 /2cossinsincosrsC2 /2cossinsincossrCq （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略由三組六個開關（ ）組成。由于 與 、 與 、 與 之間互為反向，即一個接通，另一個斷開，所以三組開關有 種可能的開關組合 PWM逆變器模型dUASBSCSASBSCS+-（3 3）電壓空間矢量）電壓空間矢量,ABCABCSSSSSSASASBSBSCSCS 823q （1）PMSM電機的電機

20、的FOC控制策略控制策略若規定三相負載的某一相與“+”極接通時，該相的開關狀態為“1”態；反之，與“-”極接通時，為“0”態。則8種可能的開關組合 逆變器7種不同的電壓狀態：n電壓狀態“1”至“6”n零電壓關狀態“0”和“7” q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略逆變器的輸出電壓 用空間電壓矢量來表示，依次表示為 ( )su t(001)(101)(011)(100)(110)(010)(000)(111)ssssssssuuuuuuuu、逆變器非零電壓矢量輸出時的相電壓波形、幅值和電壓狀態的對應關系圖 電壓狀態和開關狀態均以6個狀態為一個周期，相電壓幅值為兩種： 和 2/3d

21、U/3dUq （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略把逆變器的7個輸出電壓狀態放入空間平面內，形成7個離散的電壓空間矢量。每兩個工作電壓空間矢量在空間的位置相隔60角度，6個工作電壓空間矢量的頂點構成正六邊形 q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略選定定子坐標系中的 軸與 矢量復平面的實軸 重合，則其三相物理量 的 矢量 為： a( )( )( )abcXtXtXt、( )X tParkPark22( )( )( )( )3abcX tXtXtXt120=je式中 復系數，旋轉因子，旋轉空間矢量 的某個時刻在某軸線 軸上的投影就是該時刻該相物理量的瞬時值。( )X ta

22、bc、 、q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略若 三相負載的定子繞組接成星形，其輸出電壓的空間矢量 的 矢量變換表達式為 2/3/3adbcduuuuu 011abcSPark2 /34 /32( )3jjsabcu tuu eu e對于狀態“1” 時；可知abc、 、( )su t則2 /34 /32211(011)()33332233jjsdddjdduuu eu euu eq （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略電壓空間矢量的結論： n逆變器六個工作電壓狀態給出了六個不同方向的電壓空間矢量。它們周期性地順序出現，相鄰兩個矢量之間相差60度；n電壓空間矢量的幅值

23、不變，都等于 ，因此六個電壓空間矢量的頂點構成了正六邊形的六個頂點；n六個電壓空間矢量的順序如下，它們依次沿逆時針方向旋轉；n零電壓狀態7位于六邊形中心。2/3du(011)(001)(101)(011)(100)(110)ssssssuuuuuuq （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略42永磁無刷電機位置信號永磁同步電機位置信號43永磁無刷電機三相反電動勢與三相電流永磁同步電機三相反電動勢與三相電流n 控制控制 定子電流中只有交軸分量，且定子磁動勢空間矢量與定子電流中只有交軸分量，且定子磁動勢空間矢量與永磁體磁場空間矢量正交，電機的輸出轉矩與定子電永磁體磁場空間矢量正交，電機的輸

24、出轉矩與定子電流成正比。流成正比。 其性能類似于直流電機，控制系統簡單，轉矩性能好，其性能類似于直流電機，控制系統簡單，轉矩性能好，可以獲得很寬的調速范圍，適用于高性能的數控機床、可以獲得很寬的調速范圍，適用于高性能的數控機床、機器人等場合。電機運行功率因數低，電機和逆變器機器人等場合。電機運行功率因數低，電機和逆變器容量不能充分利用。容量不能充分利用。5、FOC控制方式q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略0di n 控制控制 控制交、直軸電流分量，保持控制交、直軸電流分量，保持PMSMPMSM的功率因數為的功率因數為1 1，在在 條件下，電機的電磁轉矩隨電流的增加呈條件下，電

25、機的電磁轉矩隨電流的增加呈現先增加后減小的趨勢。現先增加后減小的趨勢。 可以充分利用逆變器的容量。不足之處在于能夠輸出可以充分利用逆變器的容量。不足之處在于能夠輸出的最大轉矩較小。的最大轉矩較小。n最大轉矩最大轉矩/ /電流比控制電流比控制 也稱為單位電流輸出最大轉矩的控制（最優轉矩控也稱為單位電流輸出最大轉矩的控制（最優轉矩控制）。制）。 它是凸極它是凸極PMSMPMSM用的較多的一種電流控制策略。當輸出用的較多的一種電流控制策略。當輸出轉矩一定時，逆變器輸出電流最小，可以減小電機的轉矩一定時，逆變器輸出電流最小，可以減小電機的銅耗。銅耗。q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略

26、cos1cos146Ld=Lq：LdLq：電流極限圓電壓極限橢圓恒轉矩曲線永磁同步電機的基本特性 不同的控制策略，可能導致不同的電機；而同一種電機，采取不同的控制策略，則會有不同的效果。 因此，對應不同的設計指標，電磁設計必須和控制策略匹配，才能總體因此，對應不同的設計指標，電磁設計必須和控制策略匹配，才能總體上產生一個最佳的效果。上產生一個最佳的效果。矢量控制方矢量控制方法法一、一、Id=0控制控制二、最大轉矩二、最大轉矩/ /電流控制電流控制三、弱磁控制三、弱磁控制四、最大輸出功率控制四、最大輸出功率控制emm qdqd q2m sdq3()231 sin()sin2 22sTpiLL i

27、 ipILL I永磁電機的永磁電機的dq軸旋轉坐標系軸旋轉坐標系5、FOC控制方式控制方式（1） Id=0控制（磁場定向控制） 控制是矢量控制中的一個特殊的控制方法，從電動機端口看，相當于一臺他勵直流電動機，定子電流中只有交軸分量，且定子磁動勢空間矢量與永磁體磁場空間矢量正交，即 =90 ，電機轉矩中只有永磁轉矩分量。d0I 例如：表貼式永磁同步電機。例如：表貼式永磁同步電機。2emm sdq31sin()sin2 22sTpILL I磁場定向控制時的相量圖磁場定向控制時的相量圖o90emm s32TpI為什么表貼式永磁電機都適合用這種控制方式為什么表貼式永磁電機都適合用這種控制方式？表貼式永

28、磁電機的交直軸電感相等，表貼式永磁電機的交直軸電感相等，不可能有磁阻轉矩存在。不可能有磁阻轉矩存在。適用于恒速運行，以及調速范圍要求不高的場合。適用于恒速運行，以及調速范圍要求不高的場合。（2） 最大轉矩/電流控制SPM電機的定子電流矢量軌電機的定子電流矢量軌跡跡m qdqd qem223 ()2sdqpiLL i iTIiiemsdemsq/0/0TiiTii表貼式永磁電機： Ld=Lq可推出結論：Id=0 最大轉矩/電流控制也稱單位電流輸出最大轉矩的控制，是凸極式永磁同步電動機用的較多的一種電流控制策略。對于隱極式永磁同步電機（大多數表貼式永磁電機）來說，最大轉矩/電流控制就是id0控制。

29、電流矢量應電流矢量應滿足的兩條滿足的兩條件件SPM電機電機50（2）最大轉矩/電流控制IPM電機的定子電流矢量軌跡電機的定子電流矢量軌跡m qdqd qem223 ()2sdqpiLL i iTIiiemsdemsq/0/0TiiTii 最大轉矩/電流控制也稱單位電流輸出最大轉矩的控制，是凸極式永磁同步電動機用的較多的一種電流控制策略。對于隱極式永磁同步電機（大多數表貼式永磁電機）來說，最大轉矩/電流控制就是id0控制。電流矢量應電流矢量應滿足的兩條滿足的兩條件件2222mmdqdd4121L LiL其中為電機的凸極率， =Lq/LdIPM電機電機51（3）弱磁控制 弱磁控制的思想來自于他勵直

30、流電動機的調磁控制（通過降低他勵直流電動機的勵磁電流大小，可拓寬其轉速范圍）。 而對于永磁同步電機來說，勵磁磁場是永磁體產生，無法進行調節，只而對于永磁同步電機來說，勵磁磁場是永磁體產生，無法進行調節，只有通過調節定子電流，即增加定子直軸去磁電流分量來維持高速運行時電壓有通過調節定子電流，即增加定子直軸去磁電流分量來維持高速運行時電壓的平衡，達到弱磁擴速的目的。的平衡，達到弱磁擴速的目的。22d qd dm()uL iL i 不難發現，在同一電流極限圓上的A點和C點，轉矩也一致，但轉速卻是C點更高。 還有，如果按照最大轉矩/電流控制，在轉速為時只能做到Tem2大小的功率（B點），但是通過做弱磁

31、控制，增大電機的直軸去磁電流，削弱了永磁體產生的氣隙磁場，可以增大電機的輸入電流使轉矩提高到Tem1(C點)達到了弱磁擴速的目的。弱磁控制弱磁控制非弱磁控制非弱磁控制6、FOC的組成（1 1）SVPWMSVPWM模塊。采用先進的調制算法以模塊。采用先進的調制算法以 減少電流諧波、提高直流母線電壓減少電流諧波、提高直流母線電壓 利用率；利用率；（2 2）電流讀取模塊。通過精密電阻或電）電流讀取模塊。通過精密電阻或電 流傳感器測量定子電流；流傳感器測量定子電流；q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略（3 3）轉子速度）轉子速度/ /位置反饋模塊。采用霍爾位置反饋模塊。采用霍爾 傳感器

32、或增量式光電編碼器來準確傳感器或增量式光電編碼器來準確 獲取轉子位置和角速度信息，也可獲取轉子位置和角速度信息，也可 采用無傳感器檢測算法進行測量；采用無傳感器檢測算法進行測量；（4 4）PIDPID控制模塊；控制模塊；（5 5）ClarkClark、ParkPark及及Reverse ParkReverse Park變換模變換模 塊。塊。q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略7、FOC原理圖q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略r（1 1）將電流讀取模塊測量的相電流）將電流讀取模塊測量的相電流 和和 ， 經過經過ClarkClark變換將其從三相靜止坐標系變變換將

33、其從三相靜止坐標系變 換到兩相靜止坐標系換到兩相靜止坐標系 和和 ；（2 2） 和和 與轉子位置與轉子位置 結合，經過結合，經過ParkPark變換變換 從兩相靜止坐標系變換到兩相旋轉坐標系從兩相靜止坐標系變換到兩相旋轉坐標系 和和 ；（3 3）轉子速度）轉子速度/ /位置反饋模塊將測量的轉子角位置反饋模塊將測量的轉子角 速度速度 與參考轉速與參考轉速 進行比較，并通過進行比較，并通過PIPI 調節器產生交軸參考電流調節器產生交軸參考電流 ；q （1）PMSM電機的電機的FOC控制策略控制策略biaiiiiidiqir*r*qsirel（4 4）交、直軸參考電流）交、直軸參考電流 與實際反饋的交、與實際反饋的交、 直軸電流直軸電流 進行比較，取直軸參考電流進行比較，取直軸參考電流 為為0 0。再經過。再經過PIPI調節器，轉化為電壓調節器，轉化為電壓 和和 ；（5 5）電壓）電壓 和和 與檢測到的轉子角位置與檢測到的轉子角位置 相結相結 合進行反合進行反ParkPark變換，變換為兩相靜止坐標變換，變換為兩相靜止坐標 系的電壓系的電壓 和和 ；（6 6）電壓）電壓 和和 經過經過SVPWMSVPWM模塊調制為六路開模塊調制為六路開 關信號從而控制三相逆變器的開通與關關信號從而控制三相逆變器的開通與關 斷。斷。 q （1）PMS