杨高兴，张瑞峰,2，路 瑶，詹哲军，柴璐军

(1.中车永济电机有限公司 技术中心，西安 710016；2. 西安理工大学 自动化学院，西安 710048)

0 引 言

目前，在永磁同步电机方面的控制策略较多，如负直轴电流补偿法控制、直轴电流分量等于零控制、梯度下降法控制和功角控制法等[1-3]，以及文献[4]提出的定交轴电压给定法弱磁控制，实现了对永磁同步电机的控制，但多数常以转速为控制目标，或者存在电压利用率不充分等缺点。

本文根据以上控制方法的特点和有轨电车的车体惯量大、运行路况复杂多变、爬坡能力要求高以及对直流电压利用率要求高的特点，提出一种适用于该车辆行驶工况的以转矩为控制目标的优化控制策略，采用最大转矩电流比MTPA控制和一种较新颖的优化弱磁控制相结合的方法,提高变流器直流侧电压利用率与电机负载能力，降低电机损耗,使电机获得较好的控制性能和牵引续航能力而更具优势。

1 永磁同步电机的数学模型及工作特性

1.1 永磁同步电机的数学模型

在凸极式永磁同步电机进入稳态运行时的电压方程如下式

ud=Rsid-ωrLqiq

(1)

uq=Rsiq+ωr(Ldid+ψf)

(2)

式中,ud，uq为定子终端电压的直轴与交轴分量；id，iq为定子电流的直轴与交轴分量；Lq，Ld为电机交直轴电感；Rs为电机定子内阻；ωr为电机电角速度；ψf为永磁体磁链。

永磁同步电机的运行受到电压型牵引变流器输出能力的限制。其中一方面受电压矢量幅值限制，电压矢量最大值usmax，另一方面受电流幅值限制，设其最大值为ismax；永磁同步电机的工作状态满足以下方程：