<< 点击显示目录 >> 主页  轴控开发使用手册 > 轴控应用 > 11.弱磁控制

1. 版本信息

 

2. 应用简介

2.1 简介        

同步电机高速转动时，既是电动机也是发电机，发电机产生的反电势随着转速升高而升高，基本是正比关系（这个系数叫电压常数）。

当电机转速达到一定转速后，反电势和灌进电机的电压差距很小，速度再也升不上去了。这时可以采用提高DC BUS电压的方式来提高和反电势的差距，从而提高电机转速。

另一种方式就是减小发电机的励磁电流，来降低反电势，从而提高电机转速，本文探讨的就是这种控制方式，也即弱磁控制。弱磁控制可以提高电机转速，但功率是恒定的，因此随着转速升高，力矩逐渐减小。

注意：对异步电机不需要设定，对同步电机需要人为设定。因为可能会影响电机，要求电机可以容忍较高的电压，并且永磁体不会因弱磁控制而消磁。务必要电机生产厂确认可以接受弱磁控制。

2.2 控制参数

弱磁控制从 伺服操作系统V2.100开始 才有。相关参数如下：

 

2.3 开环控制

 通常情况下,我们将弱磁控制设定为开环即可，即设定ID870为2，其他参数就会自动计算出值。

 然后让电机高速运转，看实际速度能否达到要求，如果不能，则检查速度是否被ID687，ID688 ACP10PAR_SCTRL_LIM_V_POS 限制住了。

 对于同步电机的弱磁控制，最大速度被限制了，为了防止当弱磁控制失效或者伺服失效的情况下电机两端的电压过高。这个速度限制写在ID687，ID688中，通常情况下这两个参数是电机最大速度，如果打开弱磁控制，这两个参数会被自动修改。计算公式如下：

 N_max = 770*3 / (2 * π * 1.414 * 1.732 * T_const) 化简为

 N_max = 150.2 / T_const 其中T_const是扭矩常数

 注意：如果设定电机电压常数小一些（ID49），则可以提高ID687，ID688的值。会影响控制稳定性，影响电机特性，尽量不要修改或不要修改过多。

2.4 闭环控制

如果设定为闭环ID871不要负的太大，防止损坏电机。

3. 经验介绍

弱磁控制在速度模式下也可以用。例如：

电机8MSA4S.R0-30 - Rev.D0，编码器设定一圈1000 unit, 此时默认参数下最大速度84000 unit/s，设定ID870为2后可以达到 108000 unit/s，这是被限制后的最大速度。把电压常数从原来的83修改到70后，最大速度可以达到118400 unit/s

4.其它

弱磁控制范围：仅仅对永磁电机来说的，异步电机不存在弱磁。

 

问：弱磁调速主要就是利用直轴电流的去磁作用，削弱气隙主磁通。理论计算时削弱磁场可以达到较高的转速。

但是如果在实际电机中由于永磁体的剩磁比较大，矫顽力也很强，即使定子额定电流全部成为直轴去磁电流，甚至2~3倍的额定电流来去磁，在这样的电流下，气隙磁场也不会被消弱太多（消弱的很小），以致弱磁失败，会不会发生这样的情况呢？

 

答：弱磁控制不仅是控制问题，电机影响的确非常重要。表贴式结构一般不进行弱磁控制，内嵌式结构时气隙磁密不是永磁体直接相接，进行弱磁控制的可实现性无需考虑永磁体的性能，但永磁体过薄或矫顽力过小时要防止永磁体去磁。此外弱磁控制的效果和磁桥厚度有很大关系，因此要想电机具有良好的弱磁扩速能力，其转子磁路结构必须舍得漏磁。

 

即使定子额定电流全部成为直轴去磁电流，甚至2~3倍的额定电流来去磁,呵呵，定子电流要分解一个电流才有去磁效应。理论上计算这各方法最高扩速为1.15倍。现在一般用磁阻电机和永磁电机相结合来设计电机，利用前者的扩速和不存在去磁，利用后者的高功率密度。现在一般这样设计的电机扩速能做到4倍，一般用于车辆牵引。你可以去找下浙江大学有关的研究，做的非常好。

 

有铁芯的容易磁饱和，无铁芯不容易磁饱和，所以无铁芯弱磁扩速倍数大。