4 车用交流永磁同步电机控制系统与调控策略
    汽车永磁同步电机的控制方法有多种，目前国内外高性能的电动汽车交流永磁同步电机控制，主要是矢量控制和直接转矩控制2种控制方法。矢量控制方法已较成熟，应用普遍。
    根据汽车运行状态，电动汽车用交流永磁同步电机的调控策略主要可分为额定转速以下的恒转矩控制和额定转速以上的弱磁控制。
    交流永磁同步电机控制系统一般由控制器、转子位置／速度检测、电流检测传感器和电机本体组成，如图3所示。控制器采用带矢量变换电路和逆变器的驱动控制系统，功率转换器采用交一直一交变频结构形式，逆变控制元件为IGBT。目前采用最多的是三相全桥驱动控制方式，可输出三相交变的正弦电压，施加在电机的定子绕组上。工作时，控制器接收制动踏板、加速踏板和挡位开关等输入的信号，利用转子位置／速度传感器测得的反馈信号，通过与电流检测传感器测得的励磁电流相比较，经逻辑运算向逆变器发出控制信号，有序地触发驱动电路中的各个功率管，进行有序换流，通过改变输出电流大小和电压、频率的高低，来控制电机的转矩、转速及换向，实现机电能量的转换。

    4.1矢量控制
    矢量控制又称磁场定向的矢量控制，工作原理是以转子磁链旋转空间矢量为参考坐标，将定子电流分解为相互正交的2个分量，一个与磁链同方向（直轴），代表定子电流励磁分量，另一个与磁链方向正交（交轴），代表定子电流转矩分量。分别对它们进行控制，可获得像直流电机一样良好的动态特性。
    4.2恒转矩控制
    在汽车处于中低速运行或汽车起动、加速、爬坡时，要求电机转矩较大，此时对电机采用磁场定向控制。控制系统通过检测转子位置与定子相电流变化，在UIF（恒“电压／频率”比）控制的基础上进行相位调节，使直轴电流为0，通过控制交轴电流大小，将转子与定子的电磁角度始终控制在相互作用力的最大状态，即保持定、转子转矩角近于恒定，进而使汽车以较大的转矩克服行驶阻力稳定运行。当运行阻力发生瞬间变化时，矢量控制可使电机转速迅速恢复稳定状态。
    4.3弱磁控制
    当汽车高速行驶，电机转速位于额定转速以上时，由于永久磁铁的励磁恒定，随着转子转速增加，定子反电势随之上升，当反电势高于逆变器端部所能提供的最大电压时，逆变器无法将能量馈入电机，此时电机无法继续往高速运行。为使电机工作在较宽的可调高速恒功率区域，此时需要采用弱磁调速控制提高电机的转速，即通过减弱电机的磁场磁通量强度，以控制感应电动势，来维持高速运行时所需要的输入电流。弱磁调速的方法，通常是通过削弱永磁转子磁动势来达到，因直轴电流具有削弱气隙磁场的作用，通过对定子绕组电流进行相位控制，增加定子反向直轴去磁电流分量，使定子与转子磁动势空间角大于90°，产生一个“去磁动势”或在转子处安装去磁绕组，建立一个相反的磁场，可以使电机运行于更高的转速。

    5 结论
    交流永磁电机技术成熟，在电动汽车应用上前景光明。矢量控制技术可保证汽车在复杂的工况运行时，输出转矩和功率的稳定，但还存在高速运行时，永磁体去磁制约高转矩输出、高转速受限及成本较高等特点。随着技术的发展，各种控制方式如：效率最优控制、滑模控制、智能控制等在汽车上的应用，对电机调控会更加完善，作为电动汽车动力源的永磁电机因其所具有的优点，必然成为电动汽车驱动系统可靠的选择。
 

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