永磁同步电机矢量控制理论

矢量控制是一种交流电机控制理论，由德国西门子公司的F.Blaschke于1971年提出。

它的基本思想是模仿直流电机的磁场定向方式，将交流电机的定子电流分解为与转子磁链同方向的励磁分量和与磁链方向正交的转矩分量，将励磁分量和力矩分量进行解耦，便于控制器实现，从而实现对交流电机的精确速度和转矩控制。

永磁同步电机矢量控制的框图如下：

图1 永磁同步电机矢量控制框图

从图1可以看出，要实现永磁同步电机的矢量控制需要以下几步：

(1)测量流过电机相绕组电流Ia、Ib、Ic；

(2)将Ia、Ib、Ic进行Clark变换到α-β坐标系；

(3)将Ialpha-Ibeta进行Park变换得到Id、Iq

(4)将目标电流和反馈电流进行PI控制得到Vd、Vq

(5)将Vd、Vq进行Anti-Park变换得到Valpha-Vbeta

(6)将得到的Valpha-Vbeta进行SVPWM调制控制，从而得到三相电压输出

从上述的控制描述可以看出，永磁同步电机矢量控制对硬件的要求如下：

图2 永磁同步电机矢量控制硬件要求

其中ADC中需要采集最少两相电流，母线电压Vdc是否采集看应用情况；PWM发波高级定时器需要有三相互补带死区的PWM发波功能；位置检测需要正交编码器检测功能，或者霍尔检测功能，假如使用无传感器控制，则不需要。

永磁同步电机的双闭环控制实现起来并不难，但要把电机控制做的好，需要时间去沉淀。