永磁同步电机控制算法--弱磁控制（变交轴CCR-VQV）

一、原理介绍

CCR-FQV弱磁控制不能较好的利用逆变器的直流侧电压，造成电机的调速范围窄、效率低和带载能力差。为了解决CCR-FQV弱磁控制存在的缺陷，可以在电机运行过程中根据工况的不同实时的改变交轴电压给定uq的值，实施 CCR-VQV弱磁控制。

二、仿真模型

在MATLAB/simulink（软件版本为2020A）里面验证所提算法，搭建仿真。采用和实验中一致的控制周期1e-4，电机部分计算周期为1e-6。仿真模型如下所示：

为了便于实现MTPA以及CCR-VQV的切换，仿真转速、电流环全部通过matlab function编程实现

仿真工况：电机空载零速启动，0s给定转速开始上升直至2800rpm

2.1给定转速、实际转速

2.2dq轴电流

2.3dq轴电压

2.4电压总幅值

对比之前CCR-VQV,转速可以升到2800rpm，并且从2.4也可以看出，母线电压得到了充分利用。

下面设置仿真工况：电机空载零速启动，0s给定转速开始上升直至2800rpm，在0.6s时施加负载，1s时给定转速开始下降直至1200rpm。在这个过程中，电机会从MTPA进入CCR-VQV，然后再退出弱磁进入MTPA。

2.5给定转速、实际转速

2.6dq轴电流

2.7dq轴电压

2.8电压总幅值

整体效果是优于CCR-VQV，并且针对CCR-VQV的MTPA和弱磁之间的切换条件，相比于CCR-FQV进行了优化。但是，从图中可以看出，从单电流调节器切回双电流调节器时（即从CCR-VQV切回MTPA），由于转速环给出一个突变的q轴电流给定，会造成短暂的波动，属于是跟定交轴方法一个毛病了。

目前我想到的思路，由于波动是转速环输出的iq给定在P的作用下波动大，那在切回MTPA时段减小甚至去掉Kp。

总的来说，定交轴电压弱磁控制在电机弱磁运行过程中保持交轴电压给定值恒定不变，此方法简单可靠，易于实现，动态特性和鲁棒性好，但当电机进入弱磁运行区域时，其工作点位于电压极限椭圆范围内，不能充分利用逆变器的最大输出电压，使电机的带载能力变差，调速范围变窄，效率降低;变交轴电压弱磁控制的交轴电压指令随电机运行工况不同而实时改变，可以较好的利用逆变器的输出电压，解决了定交轴电压弱磁控制存在的问题