垂直提升机永磁同步电动机的矢量控制原理

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垂直提升机永磁同步电动机的矢量控制具有响应快、调速精度高、电流脉动小、电动机效率高、功率因数高等优点。从永磁同步电动机转矩公式看出，通过控制两个分量交轴、直轴电流就可以有效控制电动机的电磁转矩。当指定一个电磁转矩时，不同组合的直轴和交轴电流其控制效率、功率因数、转矩输出能力等都不同。永磁同步电动机矢量控制的电流控制方法主要有控制、最大转矩/电流控制、恒磁链控制、功率因数等于1的控制等。垂直提升机采用的矢量控制具有以下特点：
1)由于垂直提升机设备的定子直轴电流轴分量为零，直轴阻尼绕组与励磁绕组只是一对简单耦合的线圈，它与定子电流没有相互作用，从而实现了定子绕组和直轴的完全解耦；
2)转子磁链与定子交轴电流分量解耦，完全没有联系；
3)垂直提升机的定子直轴电流分量为零，使永磁同步电动机数学模型得到进一步简化；
4)随着负载不断增加，定子电流就会慢慢增加，定子电压矢量与电流矢量的夹角将逐渐增大，造成同步电动机功率因数降低。但是控制也有一些不足之处，采用控制，电动机运行时的功率因数总是滞后的，而且随着负载的增加，电压矢量和电流矢量夹角增大，功率因素降低。
另外随垂直提升机设备的负载增加，所需的定子电压幅值也相应增加，因此对变频器的容量要求较高。不过对于表装式永磁同步电动机，由于气隙大，直、交轴电感的值都很小，电压矢量和交轴电压矢量夹角始终很小，所以上述问题并不严重，所以本文采用控制垂直提升机设备作为永磁同步电动机的控制方案。
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