永磁同步电机矢量控制——电流环转速环PI 参数调节

1 PI 调节器参数调节

根据电机的转矩公式可以得知，id=0时，从电动机端口看，永磁同步电动机 相当于一台他励的直流电动机，定子电流中只有交轴分量，且定子磁动势空间矢 量与永磁体磁动势空间矢量正交，电动机转矩中只有永磁转矩分量，且转矩达到最大。因为电磁转矩仅仅依赖于交轴电流，从而实现了转矩表达式中的 交、直轴电流解耦。这种控制方法最为简单且在工程中较容易实现，对于隐极式 永磁同步电机而言，id=0的控制方式是最大转矩电流比的工作状态。

矢量控制系统中电流内环和转速外环均采用传统的 PI 调节器控制，前期已经介绍过电流环与转速环的PI参数整定方法，但实际中按照理论计算一般都是不准确，需要进行一定的手动调节，下面结合simulink介绍各 PI 调节器参数调节方法。

1.1电机参数

选择额定功率为3kW的凸极永磁同步电机，电机的额定转速为1200rpm，定子电阻为0.958 Ω ，直流母线电压Udc为311V，转动惯量J为0.003 kg·m2。具体电机参数如下表所示。

按照阻尼比为0.707，中频带带宽h=5进行电流环PI 参数计算，可以得到

iq电流环：Kp=400，Ki=31933

id电流环：Kp=175，Ki=31933

转速环：Kp=32.8，Ki=164000

1.2电流环调节

原则是先调电流环，然后调转速环，如图所示， id 给定为 0，iq 给定为 1，先将计算的增益参数带进去看效果如何。

这里的观察波形：

可以看到刚开始的id和iq跟随效果较好，紧紧的跟随1和0，后面跑飞了是因为电流给恒定值时，相当于一直在加速，所以当速度超出额定转速太远，电机就跑飞了，这是正常现象，我们现在只是再调节电流环，所以会有这种现象。

此时电流环已经调节完。

1.3转速环调节

转速环的PI参数其