收稿日期:2001212229基金项目:国家863计划项目(8632Z372031电动汽车用永磁同步电动机功率特性及弱磁扩速能力研究(一———恒转矩控制及弱磁控制时的功率特性徐衍亮(250061山东省济南市山东大学电气工程学院(100083北京市北京航空航天大学宇航学院摘要采用d、q坐标系下的相量分析方法,研究永磁同步电动机(PMSM、特别是电动汽车用PMSM1详细分析了不同弱磁率、不同凸极率对电机电压、电流相量变化轨迹的影响,及由此引起的电机的功率特性及弱磁扩速能力的差异1推导出以弱磁率和凸极率为变量的PMSM的弱磁扩速倍数表达式,由此得出提高PMSM弱磁扩速能力的根本途径,比较了不同磁路结构PMSM弱磁扩速能力的大小1关键词功率特性;弱磁;相量分析/电动汽车;永磁同步电动机中图分类号TM41文献标识码:A文章编号:1000-5323(200205-0401-05STUDYONPOWERCAPABILITYANDFLUX2WEAKENINGLEVELOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORINELECTRICVEHICLEAPPLICATION(Ⅰ—POWERCAPABILITYWHENCONSTANTTORQUEANDFLUX2WENKENINGCONTROLXUYan2liang(SchoolofElect.Eng.,ShandongUniv.,JiananCity,ShandongProvince250061,China(BeijingUniv.ofAeronauticsandAstronautics,BeijingCity100083,ChinaABSTRACTThephasormethodisadoptedforthefirsttimetoanalyzetheinfluenceofthedemagnetizingcoefficient,saliencyratioonthelociofvoltageandcurrentandthenonthepowercapabilityandflux2weakeninglevelofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSMespeciallyinelectricvehicle(EVapplication.Thede2scriptionofthePMSM’sflux2weakeningadjustingspeedcapabilityisworkedoutandexpressedwiththedemag2netizingcoefficientandsaliencyratio,bywhichtheradicalmethodstoenhancethePMSM’sflux2weakeningca2pabilityareconcluded,andtheflux2weakeningcapabilityofPMSMwithdifferentmagnetstructuresiscom2pared.KEYWORDSPowercapability;Flux2weakening;Phasoranalysis/Electricvehicle(EV;Permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM2002年10月第32卷第5期山东大学学报(工学版JOURNALOFSHANDONGUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEVol.32No.5Oct.20020引言永磁同步电动机具有尽可能宽广的弱磁调速范围对电动汽车驱动有特别重要的意义,能够在电机最大功率(即逆变器容量不变的条件下提高电动汽车的起动加速能力[1]及低速爬坡能力,或者说在保持电动汽车起动加速及低速爬坡能力不变的前提下降低电机的最大功率,从而降低逆变器的容量1因此对电动汽车驱动用PMSM功率特性(功率转速特性及弱磁扩速能力的分析具有更为重要的意义1目前,分散地选取几组电机参数(永磁磁链和交直轴电感进行功率特性曲线比较是永磁同步电动机功率特性分析的通用方法[2~7]1然而这一方法不但分析结论缺乏普遍性,而且无法对电机参数变化引起的功率特性曲线的差异原因进行研究和探讨1实际上,永磁同步电动机的不同参数产生电机不同的功率特性,原因在于不同电机参数引起电机电压电流相量不同的变化轨迹1因此本文采用永磁同步电动机d、q坐标系下的相量分析方法,以弱磁率和凸极率为电机参数,从电机调速过程中电压电流相量的变化轨迹出发,考虑到电动汽车用电机运行的实际,研究永磁同步电动机的功率特性,对电机的凸极率和弱磁率变化所引起的电机功率特性差异进行综合分析1本论文由两部分组成,第一部分采用永磁同步电动机d、q坐标系下的相量分析方法,以凸极率和弱磁率为电机参数,分析了永磁同步电动机恒转矩控制及普通弱磁控制时的电压电流相量的变化轨迹及功率特性的变化规律;第二部分在第一部分的基础上分析了最大输入功率弱磁控制的电压电流相量的变化轨迹及功率特性,提出最大输入功率弱磁控制的等效电流控制策略,推导出以弱磁率和凸极率为变量的PMSM的弱磁扩速倍数的数学表达式,提出提高PMSM弱磁扩速能力的根本措施,分析了损耗、饱和等因素对PMSM功率特性及弱磁扩速倍数的影响11电动汽车驱动用永磁同步电动机电流控制策略及其相量分析方法电动汽车驱动用永磁同步电动机与一般驱动用永磁同步电动机的区别在于,前者需更大的短时和瞬时大电流,使其不但拥有恒转矩控制和普通弱磁控...
