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偉創“黑科技”：驅動同步磁阻電機

文：蘇州偉創電氣科技股份有限公司變頻器產品線2020年第一期

導語：隨著稀土儲量逐年下降，稀土成為國家的戰略儲備資源，稀土在開采、加工、使用過程中面臨著各種各樣的環境問題，加劇推動著同步磁阻電機的發展運用，偉創電氣使用“黑科技”擔起驅動重任，響應國家發展趨勢。

隨著稀土儲量逐年下降，稀土成為國家的戰略儲備資源，稀土在開采、加工、使用過程中面臨著各種各樣的環境問題，加劇推動著同步磁阻電機的發展運用，偉創電氣使用“黑科技”擔起驅動重任，響應國家發展趨勢；

同步磁阻電機憑借著高性能、高效率、低成本、節能減排等優勢在眾多電機品類中脫穎而出，正因為其相較于異步電機以及永磁同步電機獨特的優勢，使其在傳統的傳動領域和新興電動汽車驅動等領域都有良好的應用前景。

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從結構和原理上來看，同步磁阻更像是一個去掉了永磁體的永磁同步電機，他們有著較為相似的數學模型。因此，對于同步磁阻的驅動方式在硬件上，與成熟的永磁同步電機驅動平臺完全兼容，降低了同步磁阻電機驅動控制系統的成本費用；在軟件上，根據同步磁阻電機的數學模型特點，開發出一種全新的磁鏈觀測器用于實現該類電機的矢量解耦控制，其開環矢量控制框圖如下。

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由于同步磁阻電機的參數相比于永磁同步電機變化更為劇烈，為控制帶來難題，為了獲得優秀的靜動態性能，需要獲取準確的電機參數、磁鏈觀測精度、速度觀測精度等，針對以上問題難點，我司在AC310系列平臺針對同步磁阻電機開環矢量控制技術進行了深入研究及優化，取得卓越的成績，主要是進行以下的深入研究；

（1）基于現有領先的矢量控制軟件平臺，采用全新的磁鏈觀測器，實現較低的電機參數敏感性，準確的轉子位置觀測以及精確的電流解耦。

（2）AC310系列除了常規的自學習外，新開發出電感參數飽和學習功能，學習時間短，學習精度高，通過學習可以獲得不同磁場飽和程度下的電機d，q軸電感飽和特性參數，從而對電機進行更加精確的控制；下圖為一款實際現場使用的同步磁阻電機電感飽和曲線學習結果。

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（3）優秀的MTPA控制：采用最大轉矩電流比控制，在產生相同轉矩的情況下，最優地分配dq軸定子電流，使定子電流最小，進而使定子銅耗最小達到效率最優；

（4）優化弱磁控制。基速以下對電機進行MTPA控制，在基速以上進行弱磁控制，最大程度地利用電壓極限從而實現輸出轉矩最大化，擴大恒功率范圍；

我司AC310系列變頻器驅動同步磁阻具備很大的優勢：

（1）優秀的低頻特性：我司AC310驅動同步磁阻電機調速比例為50：1（解釋：當同步磁阻電機額定頻率為100HZ時，2HZ可以驅動滿載；當同步磁阻電機額定頻率為50HZ時，1HZ可以驅動滿載）；

（2）高性能、高穩定、高精度，同步磁阻電機驅動技術處理國際領先水平；

（3）優秀的過壓、過流抑制；

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過流抑制過壓抑制

（4）以下為部分性能測試波形圖：

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加減速時間0.1s，空載從0到額定頻率急加速和急減速

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加減速時間0.1s，滿載從0到額定頻率急加速和急減速

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突加和突卸180%額定負載

AC310系列變頻器同步磁阻電機開環矢量控制技術可以穩定可靠地驅動同步磁阻電機，取得了優異的控制效果，配合同步磁阻電機可以將能效發揮至IE4以上標準，這是國內首家將同步磁阻電機控制技術實現通用產品化運用，得到了電機行業客戶的充分認可，偉創背負“智能制造”使命不斷創新進步，緊跟時代的步伐，源于驅動無止境的理念，偉創電氣會不斷為客戶提供最優的電氣傳動解決方案，在未來偉創會與您一起攜手前進，共同進退；

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