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電機(jī)高速為什么要弱磁控制?

更新時(shí)間:2023-12-27 點(diǎn)擊量:481

永磁同步電機(jī)是我國(guó)新能源汽車(chē)動(dòng)力裝置的核心驅(qū)動(dòng)裝置,大家都知道在低速時(shí)永磁同步電機(jī)采用最大扭矩電流比控制,也就是給定一個(gè)扭矩,利用最小的合成電流來(lái)實(shí)現(xiàn)它,從而可以使得銅損最小。


那么在高速的時(shí)候,我們無(wú)法使用MTPA曲線進(jìn)行控制,要使用MTPV也就是最大扭矩電壓比來(lái)進(jìn)行控制。也就是說(shuō)在一定轉(zhuǎn)速下,使得電機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩。按照實(shí)際控制的思想,就是給定一個(gè)扭矩,通過(guò)調(diào)節(jié)iq和id實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)速,那么電壓體現(xiàn)在哪里呢?因?yàn)檫@時(shí)候是最大轉(zhuǎn)速,電壓極限圓是一定的,只有在這個(gè)極限圓上找到最大功率點(diǎn),才能找到最大扭矩點(diǎn),思路和MTPA不一樣。

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一般是到了轉(zhuǎn)折速度(也稱為是基速)開(kāi)始弱磁,也就是下圖的A1點(diǎn)。因此到這個(gè)點(diǎn)反向電動(dòng)勢(shì)會(huì)比較大,這時(shí)候如果不弱磁的話,假設(shè)強(qiáng)制推車(chē)?yán)咿D(zhuǎn)速,這樣就會(huì)迫使iq為負(fù)向,無(wú)法輸出正向扭矩,被迫進(jìn)入發(fā)電工況,當(dāng)然在這個(gè)圖上是無(wú)法找到這個(gè)點(diǎn)的,因此橢圓在縮小了,無(wú)法停留在A1點(diǎn),只能順著橢圓減小iq,增大id,這樣越來(lái)越靠近A2點(diǎn)。

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為什么發(fā)電也要弱磁呢?高速下發(fā)電時(shí)不應(yīng)該利用強(qiáng)磁產(chǎn)生比較大的iq嗎?這是不行的,因?yàn)楦咚傧氯绻蝗醮?,反向電?dòng)勢(shì)+變壓器電動(dòng)勢(shì)+阻抗電動(dòng)勢(shì)可能會(huì)非常大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電源電壓,產(chǎn)生可怕的后果,這種情況是SPO不可控整流發(fā)電!因此在高速發(fā)電下也必須進(jìn)行弱磁,這樣產(chǎn)生的逆變電壓是可控的。


我們可以來(lái)分析一下,假設(shè)在高速工況點(diǎn)B2開(kāi)始制動(dòng)也就是回饋制動(dòng),轉(zhuǎn)速越來(lái)越低,那么越來(lái)越不需要弱磁,最終到達(dá)B1點(diǎn),這時(shí)候iq和id就可以一直恒定,但是隨著轉(zhuǎn)速的降低,反向電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的負(fù)iq會(huì)越來(lái)越不足,這時(shí)候就需要電源補(bǔ)償,進(jìn)入能耗制動(dòng)。

剛開(kāi)始學(xué)習(xí)電機(jī)時(shí),容易被驅(qū)動(dòng)和發(fā)電兩種情況繞暈,其實(shí)我們應(yīng)當(dāng)先把MTPA和MTPV兩個(gè)圓先刻繪到大腦中,并且要認(rèn)識(shí)到這時(shí)候的iq和id是絕對(duì)的,是通過(guò)考慮到反向電動(dòng)勢(shì)得到的iq和id。


那么至于iq和id更多的是電源來(lái)產(chǎn)生,還是反向電動(dòng)勢(shì)來(lái)產(chǎn)生,這就是要靠逆變器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié),而iq和id也是有限制的,調(diào)節(jié)也不能超出兩個(gè)圓,超出電流極限圓,IGBT就會(huì)損壞;超出電壓極限圓,電源就要被損壞。


在調(diào)節(jié)的過(guò)程中,目標(biāo)的iq和id 、 實(shí)際的iq和id是關(guān)鍵所在,因此工程上都采用標(biāo)定的方法,在不同的轉(zhuǎn)速和目標(biāo)扭矩下標(biāo)定合適的iq的id的分配比例,從而實(shí)現(xiàn)最佳的效率??梢?jiàn)繞了一圈下來(lái),最終還是要看工程標(biāo)定。



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