肖焯夫，张代润

（四川大学电气工程学院，四川 成都 610065）

内置式永磁同步电机（interior permanent magnet synchronous motors，IPMSM）具有效率高、功率密度大、启动转矩大、弱磁能力强以及结构紧凑等优点[1-3]，被广泛应用于电动汽车、家电、伺服系统、航空航天、船舶等工业驱动系统中。当IPMSM的特征电流位于电流极限圆内时，考虑驱动系统受到的电流和电压限制，IPMSM在id-iq平面内的电流轨迹可分为3个部分[4]：最大转矩电流比（maximum torque per ampere，MTPA）轨迹OC段、普通弱磁区、最大转矩电压比（maximum torque per voltage，MTPV）轨迹EF段，如图1所示，普通弱磁区包括电流极限圆CE段、恒转矩曲线BD段、恒转矩曲线AE段等。控制IPMSM电流工作点运行在MTPV轨迹上，实现深度弱磁，可进一步扩大电机的调速范围以及高速带载能力，不需要额外增加直流母线电压和逆变器功率，节省成本。

图1 IPMSM在id-iq平面中的电流轨迹Fig.1 The current trajectory of IPMSM in the id-iqplane

以往文献中，提出了许多弱磁算法及其改进算法来实现MTPV控制。直接磁链矢量控制法[5]通过控制磁链矢量幅值以及控制磁链矢量角为最大负载角来线性化MTPV轨迹，其中最大负载角需要通过多次空载测试才能得到最佳值。梯度下降法[6]通过恒转矩曲线方向与电压递减方向判断当前电流工作点位于普通弱磁区还是MTPV轨迹，根据所在的弱磁区域以及电压差计算直轴和交轴电流补偿量，实现MTPV控制，该算法计算很复杂。查表法[7-9]利用电机标定数据生成电流二维表，通过实时查表获取直轴电流和交轴电流设定值，实现MTPV控制，但电机标定工作量大，不同型号的电机需要单独标定。单电流调节器弱磁法[10-12]解决了传统双电流调节器的冲突问题，但是需要合适的开关规则才能实现MTPA轨迹与普通弱磁区的平滑切换。……