邹云飞 ，吴传贵 ，王洪涛 ，王纬国

（1.国营芜湖机械厂；2.安徽省航空设备测控与逆向工程实验室，安徽 芜湖 241007）

永磁同步电机应用广泛，其闭环控制策略包括空间矢量控制、直接转矩控制等，空间矢量控制将定子电流矢量分解成交直轴两个部分，通过对这两个电流相位和幅值进行调节，从而达到控制电机的目的；对于直接转矩控制，该方法无须复杂的坐标变换，直接在两相静止坐标系直接对转矩和磁链进行控制，因此，转矩响应速度快；此外，针对高速应用场合还有弱磁控制，在电枢电压到达逆变器极限时，可以通过减小气息磁链保证转速继续升高。

1 PMSM控制原理及数学模型

1.1 永磁同步电机数学模型

图1中，将三相PMSM的内部等效为三相电阻、电感及反电动势，得出定子的三相电压方程（1）式。式中，ua、ub、uc为定子相电压；ia、ib、ic为三相定子电流；Ψa、Ψb、Ψc为永磁同步电机的三相定子磁链。

图1 永磁同步电机模型

其中，Ψa，Ψb，Ψc的计算公式（2）所示：

公式（1）（2）通过CLARK变换和PARK变换将三相静止坐标系转换到两相旋转坐标系，计算得到同步旋转坐标系下的PMSM模型公式（3）及转矩方程（4）；其中，转矩方程分为永磁转矩和结构转矩。

式中：ud、uq、iq、id分别为d，q轴电压和电流；R、Ld，Lq、Ψf分别为PMSM定子绕组电阻，d、q轴电感及永磁体磁链；ωe为转子电角速度；Te、TL、p分别为电磁转矩、负载转矩和极对数。

1.2 永磁同步电机空间矢量控制方法

永磁同步电机转速控制是通过对q轴转矩电流的调节来实现，在隐极式永磁同步电机Ld=Lq，式（4）中的结构转矩部分为0，仅存在交轴转矩，因此，设置d轴电流给定为0，即可实现PMSM的最大功率输出。……