张兴华，陈鹏飞

(南京工业大学电气工程与控制科学学院， 江苏 南京 211816)



内置式永磁同步电机的效率最优直接转矩控制

张兴华，陈鹏飞

(南京工业大学电气工程与控制科学学院， 江苏 南京 211816)

为提高内置式永磁同步电机驱动系统的运行效率，提出了一种内置式永磁同步电机的效率最优直接转矩控制方法。在建立计及定子铁心损耗的内置式永磁同步电机模型的基础上，分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链的关系，导出了不同运行工况条件下效率最优定子磁链幅值的计算式。通过动态调节定子磁链给定值，实现了内置式永磁同步电机直接转矩控制系统的效率最优控制。实验结果表明，给出的优化控制策略在保持直接转矩控制快速动态响应特性的同时，可有效提高电机的运行效率。

内置式永磁同步电机； 直接转矩控制； 损耗模型； 效率优化

1 引言

永磁同步电机(PMSM)具有功率密度大、损耗小、功率因数高、运行噪声低和工作可靠等优点，在电机驱动系统中得到广泛应用[1]。对于高性能的电机驱动系统，电机的运行效率是一个重要性能指标，尤其是对那些由有限能源供电的电机驱动系统，如电动汽车和航空航天等应用领域。采用效率优化控制技术以减小电机运行时的能量损耗是提高电机驱动系统综合性能的有效途径[2]。

PMSM的效率优化控制方法主要有两种基本类型[3,4]：①基于损耗模型的效率最优控制；②在线搜索控制。基于损耗模型的效率最优控制是根据PMSM的损耗模型，计算得到一定工况运行条件下的效率最优定子电流或磁链幅值，其优化速度快，且不需要额外增加硬件。……