永磁伺服电机是怎么控制弱磁的？

Question

如题所述

Answer 1

了解弱磁控制首先应当对永磁式同步电机或直流电机的控制有一个简单的了解，对FOC（场定向控制，亦即矢量控制）有一些了解，下述回答建立在二者之上。

前提

电机定子电流中的直轴分量在运动中会形成对永磁体的增磁（Id＞0）和弱磁（Id < 0）两个区域，而在弱磁区所形成的去磁作用可能导致永磁体性能变坏。为了避免这一问题的发生，可以使电枢电流矢量在空间上与永磁体所产生的的磁场正交，故在控制上选用的方法是：使直轴方向不流过定子电流，亦即采用 Id=0 的控制方式。

但随着永磁材料的发展，高剩磁密度和高矫顽力的永磁材料已经在伺服电机中获得了应用，在相当大的程度上已经不怕电机定子电流中的直流分量所形成的去磁作用，这就允许在直轴方向上流过较大的去磁电流，为电机的弱磁高速运行提供了可能。

分析

在整个的弱磁升速的过程中，实际上是保持端电压不变和降低输出转矩的过程，也就是调节直轴和交轴电流分量在受限状态下的分配关系。

弱磁升速过程分析：

原理：当转速 n 继续升高时，反电动势 E 也随之升高，达到一定程度时就会受到电压和电流的限制，即“若反电动势持续增高，则会导致绕组上无法产生有效的电压差以产生电流”。若想提升转速 n，则必须抑制反电动势 E 的上升，所采用的方案是：利用负的 D 轴电流抵消一部分永磁磁链用以减小原本反电动势 E 上升的趋势。

表现： E 不继续变化，若 n 上升，则必有 Φ 下降，亦即弱磁升速。

可以阅读袁宏先生所著《交流永磁伺服电机的弱磁控制》一文，发表于《沈阳工业大学学报》，知网可查。