计及电枢和零序回路电阻压降的可变磁通 磁阻电机弱磁控制
2021-10-11郭佳强李珊瑚
电工技术学报 2021年18期
郭佳强 刘 旭 李珊瑚
(1. 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津 300130 2. 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室 天津 300130)
0 引言
可变磁通磁阻电机(Variable Flux Reluctance Machine, VFRM)是一种定子励磁的无刷同步电机[1],其转子上没有绕组或永磁体。VFRM的散热性能良好,调速范围宽,性能稳定,成本低[2-3],具有良好的应用前景。在VFRM中使用集成励磁绕组和电枢绕组,绕组中注入含有交流和直流分量的定子电流。定子电流的交流分量作为电枢电流,直流分量作为励磁电流[4]。根据零序分量的定义[5-11],定子电流的直流分量是零序电流。为了给零序电流提供回路,在VFRM的控制系统中使用共直流母线的双逆变器结构[12-13]。
VFRM的反电动势幅值与转速成正比,因此在额定负载下,当电机的速度超过基速时,逆变器的输出电压将无法满足需求[14]。为了拓宽调速范围,需要通过弱磁控制将d轴电流调节为负值,从而削弱反电动势[15]。弱磁控制通常分为基于反馈的方法或基于前馈的方法[16-25]。在基于反馈的方法中,通常通过电流环的输出电压与最大电压之间的偏差来调制d轴电流。在基于前馈的方法中,通常通过等转矩曲线,电流或电压极限圆的交点来计算弱磁区中的工作点。在基于前馈的方法中,为了简化电流参考值的计算,通常忽略电阻压降。文献[26]分析了忽略电阻压降对弱磁控制的影响:当忽略绕组电阻压降时,参考电流将高于电机的实际需求,使得电流环饱和,从而导致逆变器饱和,这不仅增加了电流谐波,还将使电机失控甚至损坏。……
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