Page 213 - 航空电子传感器技术的研究与应用

Research and Application of Avionics Sensor Technology
航空电子传感器技术的研究与应用

（2）永磁同步电机弱磁增速控制策略
随着电机转速不断升高，当转速达到额定转速时，电机端电压达到逆变器所
提供的极限电压，电机将无法继续升高转速。为进一步提高电机转速，只有通过

调节定子电流，即增加直轴电流分量，同时减小交轴电流分量来实现弱磁升速。
为最大限度地利用逆变器容量，在弱磁区控制电流矢量时需沿着电流极限圆逆时
针向下旋转。弱磁控制技术可以充分利用控制器和电机的容量，拓宽电机空载和
轻载时的转速范围，为满足电作动器最大空载速度和高动态响应的要求提供有力

支撑。
弱磁控制算法主要分为以下几类：公式计算法弱磁控制、查表法弱磁控制、
梯度下降法弱磁控制和负直轴电流补偿法弱磁控制等。公式计算法原理简单，但
该方法是一种基于模型的弱磁控制算法，因此其对电机参数变化较为敏感，电机

参数的变化可能会导致电流环控制器积分饱和，从而使电机控制失控；而且弱磁
控制的最大电压不能超过逆变器输出正六边形电压边界内切圆，因此逆变器的直
流母线电压没有被充分利用。直轴负电流补偿法是在最大转矩电流比（Maximum
Torque Per Ampere，MTPA）控制策略的基础上增加电压闭环，最大电压矢量和

逆变器指令电压矢量的差值经 PI 控制器调节产生电流矢量角补偿量，通过调整
电流矢量角实现电机的弱磁控制。该方法利用 MTPA 控制的策略得到电流矢量角，
在一定程度上减弱了电机参数的变化对弱磁控制的影响，然而最大电压也只能设
置在逆变器输出电压边界正六边形内切圆内，与公式计算法相比，直流电压利

用率并没有得到提高。该方法存在电压外环，不会出现电流环控制器积分饱和导
致电机失控的现象，因此其稳定裕度较高。梯度下降法弱磁控制同样是在 MTPA
控制的基础上将逆变器实际输出电压与逆变器实际电压作差，然后将该差值按照
最速梯度下降的原则求解电流矢量角的补偿量，通过调整电流矢量角实现电机的

弱磁控制。该方法的优势在于可充分利用逆变器的直流母线电压，然而需要额外
设置电压传感器以检测逆变器的输出电压值。不同的弱磁控制方法具备不同的优
势，如何根据该项目的技术指标设计一种既简单又便于实现，对电机参数变化不
敏感，稳定裕度大，同时能满足项目对电机最大速度要求的方法是该部分的研究

重点。
4. 高可靠高速液压泵设计技术
液压泵是电静液作动器的关键部件，如同“心脏”一般为作动器提供液压压

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