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电机要高。而且,PMSM 在 25%耀 120%额定负载范围内均可以保持较高的功率因数和效
率,使电机在轻载运行时的节能效果更为显著,这样,在长期的使用中可以大幅度地节
省电能。
    2)动态响应快速、转速平稳 PMSM 与异步电动机相比,具有较低的惯性,对于一定的
电动机转矩具有较快的响应,即转矩/惯性比高。
    3)体积小、重量轻随着高性能永磁材料的不断应用,PMSM 的功率密度大大提高,与
同容量异步电机相比,其体积和重量有较大的减少。
    4)应用范围广、可靠性高在医疗器械、化工、轻纺、仪器仪表等领域均获得应用。与直流
电动机和电励磁同步电动机相比,永磁同步电动机没有电刷,简化了结构,提高了可靠
性。
    3 永磁同步电动机控制策略
    永磁同步电机的调速主要通过改变供电电源的频率来实现。目前常用的变频调速方式有
转速闭环恒压频比控制( v/f)、转差频率控制、基于磁场定向的矢量控制( Vector 
Control)以及直接转矩控制(Direct Torque Control)。
    恒压频比控制
    转速闭环恒压频比控制是一种最常用的变频调速控制方法。该方法是通过控制 V/f 恒定,
使磁通保持不变,并以控制转差频率来控制电机的转矩和转速。这种控制方法低速带载能
力不强,须对定子压降实行补偿,因该控制方法只控制了电机的气隙磁通,不能调节转
矩,故性能不高。但该方法由于实现简单、稳定可靠,调速方便,所以在一些对动态性能
要求不太高的场合,如对通风机、水泵等的控制,仍是首选的方法。
    3.2 转差频率控制
    转差频率控制的突出优点就在于频率控制环节的输入是转差信号,而频率信号是由转
差信号与实际转速信号相加后得到的,这样,在转速变化过程中,实际频率随着实际转
速同步地上升或者下降。尽管转差频率控制能够在一定程度上控制电机转矩,但它依据的
只是稳态模型,并不能真正控制动态过程中的转矩,从而得不到很理想的动态控制性能。
    3.3 矢量控制
    矢量控制框图如图 2 所示。
    1971 年,西门子工程师 Balschke 首次提出矢量控制理论,使交流电机控制理论获得了
一次质的飞跃。其基本思想为:以转子磁链旋转空间矢量为参考坐标,将定子电流分解为
相互正交的两个分量,一个与磁链同方向,代表定子电流励磁分量,另一个与磁链方向
正交,代表定子电流转矩分量,分别对它们进行控制,获得像直流电动机一样良好的动
态特性。因其控制结构简单,控制软件实现较容易,已被广泛应用到调速系统中。但矢量
控制方法在实现时要进行复杂的坐标变换,并需准确观测转子磁链,而且对电机的参数
依赖性很大,难以保证完全解耦,使控制效果大打折扣。
    难以保证完全解耦,使控制效果大打折扣。