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電機(jī)高速為什么要弱磁控制？
點(diǎn)擊次數(shù)：884 發(fā)布時(shí)間：2023-12-27
永磁同步電機(jī)是我國新能源汽車動(dòng)力裝置的核心驅(qū)動(dòng)裝置，大家都知道在低速時(shí)永磁同步電機(jī)采用最大扭矩電流比控制，也就是給定一個(gè)扭矩，利用最小的合成電流來實(shí)現(xiàn)它，從而可以使得銅損最小。
那么在高速的時(shí)候，我們無法使用MTPA曲線進(jìn)行控制，要使用MTPV也就是最大扭矩電壓比來進(jìn)行控制。也就是說在一定轉(zhuǎn)速下，使得電機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩。按照實(shí)際控制的思想，就是給定一個(gè)扭矩，通過調(diào)節(jié)iq和id實(shí)現(xiàn)最大轉(zhuǎn)速，那么電壓體現(xiàn)在哪里呢？因?yàn)檫@時(shí)候是最大轉(zhuǎn)速，電壓極限圓是一定的，只有在這個(gè)極限圓上找到最大功率點(diǎn)，才能找到最大扭矩點(diǎn)，思路和MTPA不一樣。
一般是到了轉(zhuǎn)折速度（也稱為是基速）開始弱磁，也就是下圖的A1點(diǎn)。因此到這個(gè)點(diǎn)反向電動(dòng)勢會比較大，這時(shí)候如果不弱磁的話，假設(shè)強(qiáng)制推車?yán)咿D(zhuǎn)速，這樣就會迫使iq為負(fù)向，無法輸出正向扭矩，被迫進(jìn)入發(fā)電工況，當(dāng)然在這個(gè)圖上是無法找到這個(gè)點(diǎn)的，因此橢圓在縮小了，無法停留在A1點(diǎn)，只能順著橢圓減小iq，增大id，這樣越來越靠近A2點(diǎn)。
為什么發(fā)電也要弱磁呢？高速下發(fā)電時(shí)不應(yīng)該利用強(qiáng)磁產(chǎn)生比較大的iq嗎？這是不行的，因?yàn)楦咚傧氯绻蝗醮?，反向電?dòng)勢+變壓器電動(dòng)勢+阻抗電動(dòng)勢可能會非常大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電源電壓，產(chǎn)生可怕的后果，這種情況是SPO不可控整流發(fā)電！因此在高速發(fā)電下也必須進(jìn)行弱磁，這樣產(chǎn)生的逆變電壓是可控的。
我們可以來分析一下，假設(shè)在高速工況點(diǎn)B2開始制動(dòng)也就是回饋制動(dòng)，轉(zhuǎn)速越來越低，那么越來越不需要弱磁，最終到達(dá)B1點(diǎn)，這時(shí)候iq和id就可以一直恒定，但是隨著轉(zhuǎn)速的降低，反向電動(dòng)勢產(chǎn)生的負(fù)iq會越來越不足，這時(shí)候就需要電源補(bǔ)償，進(jìn)入能耗制動(dòng)。
剛開始學(xué)習(xí)電機(jī)時(shí)，容易被驅(qū)動(dòng)和發(fā)電兩種情況繞暈，其實(shí)我們應(yīng)當(dāng)先把MTPA和MTPV兩個(gè)圓先刻繪到大腦中，并且要認(rèn)識到這時(shí)候的iq和id是絕對的，是通過考慮到反向電動(dòng)勢得到的iq和id。
那么至于iq和id更多的是電源來產(chǎn)生，還是反向電動(dòng)勢來產(chǎn)生，這就是要靠逆變器來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，而iq和id也是有限制的，調(diào)節(jié)也不能超出兩個(gè)圓，超出電流極限圓，IGBT就會損壞；超出電壓極限圓，電源就要被損壞。