功角自平衡 摘自张幸浩的《永磁同步电机的低成本控制系统研究》

时间:2022-04-01 13:10:54

 

功角自平衡 摘自张幸浩的《永磁同步电机的低成本控制系统研究》

图所示为永磁同步电机运行过程中电流向量和转子位置图。当永磁同步电机稳定
运行时,电机定子电流在气隙中产生旋转磁动势,该旋转磁动势与电机转子永磁体产生的
磁场之间相互作用产生电磁转矩。当负载转矩与电磁转矩平衡时,同步电机的功角倮持恒
定,转子在气隙磁场牵引下稳定旋转。当负载发生波动时,如果负载转矩大于电磁转矩,
此时电机转速将会减小,转子旋转速度下降,而电压向量还按照原来的速度旋转,此时电
机功角变大,电磁转矩也随之增大,当电磁转矩和负载转矩再次平衡时,电机重新达到稳
定状态运行。反之,如果负载转矩减小,此时电磁转矩大于负载转矩,电机转速上升,转
子旋转速度增加,电机功角变小,电磁转矩减小,负载转矩和电磁转矩会再次达到新的平
衡状态。这一过程被称为永磁同步电机的转矩功角自平衡特性。然而这一平衡特性有一定
的限度,而且其稳定区间比较小,再加之控制开环运行的特性,在运行过程中并没有
对转子位置进行闭环控制,如果负载转矩变化较大,导致电流向量和轴之间的夹角超过
了转矩最大角的位置(对于面贴式永磁同步电机beta=0对于凸极式永磁同步电机则0<beta<pi/4
则电机无法恢复自平衡运行状态,电机将出现震荡甚至失步。