最小直轴磁链对输出特性的影响

永磁辅助同步磁阻电机在高速运行时，需要进行弱磁控制，通过对永磁体施加反向磁场，减少d轴磁通，抑制转速上升和输出转矩加大带来的电机端电压升高。电机绕组上可输入的最大电流I_am一般由永磁体可承受的最大退磁磁场强度以及绕组最大电流密度等决定，施加最大反向d轴电流时对应的电机d轴磁链为ψ_dmin，ψ_dmin=ψ_PM-L_dI_am。这里先分析不同ψ_dmin值下电机的输出转矩和输出功率随速度的变化关系。表2-3中给出了7种不同ψ_dmin值的电机参数，转子结构基本相同，主要通过调整永磁体用量改变电机的ψ_dmin，电机编号越大，ψ_dmin值越小，其中#7电机为不含永磁体的同步磁阻电机。所有电机的凸极比ρ都设定为4，恒转矩运行的最大转速（转折速度）为3000r/min，最大运行电压和最大运行电流也相同。为了简化分析，忽略了定子电阻。

表2-3 不同样机参数

不同参数电机输出转矩、输出功率随转速的变化曲线如图2-35所示。(www.xing528.com)

从图2-35中看出，ψ_dmin值越大，产生的最大转矩越大。当ψ_dmin>0时，ψ_dmin值越大，恒功率输出范围越窄，最高转速越低。当ψ_dmin为负值时，理论上最高转速变成无穷大，但是随着ψ_dmin的减少，最大输出功率降低，恒功率输出范围也变窄。可获得较大输出功率以及最大恒功率输出范围的理想条件是ψ_dmin=0，即ψ_PM=L_dI_am。

如果最大电流I_am是由电机的绝缘等级或绕组最大电流密度限制的，则I_am通常是指在连续运转下的最大电流，电机电流短时间超出I_am也不会损坏电机。

图2-36所示为表2-3的#3电机在电流超出I_am时，不同短时电流下的输出转矩和输出功率随转速的变化曲线。通过提高最大电流I_am，可增大输出转矩和输出功率。但在I_am超过ψ_PM/L_d的场合，即ψ_dmin<0时，高速区域的输出特性逐渐接近图中的I_am=ψ_PM/L_d曲线。