基于混合控制式的永磁同步电动机变频调速控制系统

福州大学电气工程与自动化学院的研究员肖庆浩和唐宁平在2019年的期《电气技术》中写道，提出了一种基于两种不同的变频调速方法的永磁同步电动机的方法。 控制和自动控制相结合的混合控制型变频调速方法。  

该方法结合了其他控制的变频调速的高精度和变频控制的自动控制的特性，从而提高了控制系统的动态和稳态性能。 通过在Matlab / Simulink平台中建立两者之间自动切换的仿真模型。 仿真测试结果表明该方法是有效可行的。  

永磁同步电动机具有结构简单，运行可靠，功率密度高，效率高等优点，易于形成高性能的调速系统。 另外，随着电力电子技术，电机控制技术，计算机技术的发展以及永磁材料价格的下降，它已广泛应用于家用电器，车辆，工业控制，航空航天等许多领域。 重要的应用价值。  

在变频调速系统中，有两种不同的控制方法，一种是另一种控制变频调速，另一种是自动控制变频调速，这两种控制方法各有优点。  

He控制变频调速，也称为恒压频率比控制方法，通过给定电动机定子电流的频率，产生一个与该频率相对应的气隙旋转磁场，电动机转速严格 与气隙旋转磁场同步，以确保变频调速的高精度。 另外，其他控制的变频调速系统还具有控制电路结构简单，调整方便的优点。  

但是，此控制模式存在固有的缺陷，即失步问题。 自控变频调速，输出频率由电机轴上的转子位置检测器控制，形成一个闭环系统，定子电流频率自动跟踪转子位置。 这种方法可以从根本上消除转子振荡和失步的隐患。 这是因为为电动机的定子绕组供电的变频器的输出频率由转子位置检测器控制并且始终保持同步，因此可以避免突然的负载变化和其他原因。 失步现象，但是控制系统相对复杂。 另外，由于诸如位置检测器精度和调节器控制参数之类的因素，将存在一定的静态误差。  

结合上述两种控制方法的优点，提出了一种将其他控制和自动控制相结合的混合控制型永磁同步电动机速度控制方法[9-11]，以便更好地发挥两种控制方法的作用。 变频调速的优点。 通过在Matlab / Simulink仿真平台上建立相应的系统模型并进行仿真实验，仿真结果表明该方法是有效可行的。  

本文通过分析其他控制和自动控制两种控制模式的特点，提出了一种将其他控制和自动控制相结合的自动切换混合速度控制方法。 调速控制方法在启动时采用速度和电流双闭环控制方法，以实现电动机的快速启动，具有很强的负载能力，避免了步进损失的危险，并具有良好的动态性能。  

当满足切换条件时，切换到另一种控制模式，切换过程平稳快速，并且没有瞬态浪涌电流。 在其他控制下运行，系统具有较高的稳态精度和一定的承载能力。 当负载转矩在其他控制的稳定区域内变化时，利用电动机的“转矩-功率角自平衡”特性，系统可以在短暂的自我调整后返回稳定状态； 当给定速度变化时，迅速切换至自动控制模式，避免出现失步现象，在满足切换条件后再切换至另一个控制，从而实现另一个控制与自动控制之间的自动切换 。  

在这种方法下，可以平滑平滑地切换这两种控制方法，充分发挥了另一种控制的稳态精度高，自控制动态牢度好，无失步的特点，从而提高了 系统的稳态和动态性能。 这种方法也有一定的缺陷。 在自动控制模式下，需要一个位置传感器来增加速度信号，并且不能完全实现无传感器控制。 该方法在诸如纺织，化纤，玻璃工业等稳态运行中需要快速调节速度，要求速度精度较高的场合具有一定的应用价值。