在瞬态场有限元模型中通过寻找电流弱磁控制角度，可以确定电机的最佳电流控制角度（γ），并得出转矩—角度特性曲线和转矩—速度特性曲线。因为有限元模型中的场域已经充分考虑了磁路的饱和状态和各种材料的特性，因此通过有限元直接得到的电机的基本特性曲线，可以精确也更真实地反映电机固有特性。在电流控制策略中，在满足电机电压、电流承受能力要求和逆变器输出电压、电流容量的情况下，理想的特征电流可以使得控制系统拥有更宽的调速区域，即在弱磁区域拥有更高的速度范围。
图3-3 55kW内置式永磁电机有限元模型
a）叠片结构 b）有限元网格图
这里分别计算了电流矢量最大值Imax有效值分别为100A、200A、300A和400A四种情况下的最佳电流控制角γ对应输出转矩—电流控制角特性曲线和转矩—速度特性曲线，如图3-4和图3-5所示。
图3-4说明随着电流的增加，输出转矩增大，但对于一个特定的电流，当控制角为45°时，可获得最大输出转矩，随着控制角增大，输出转矩下降。图3-5得出了在最佳电流控制角时，各种不同电流时的转矩—速度特性，输出转矩随着电流的增大而增大，共同特点是：各种电流下，即某个速度（基速）前输出恒转矩，基速后，随着转速的增加，需增大电流控制角，即增加弱磁从而满足电压的限制，因此输出转矩下降。从图3-4和图3-5的分析结果可以看出，当电机输入最大电流有效值为200A时电机具有最优的运行特性。这是由于内置式永磁电机的磁链与电感参数之比值即特性电流值约200A时可获得最优弱磁性能，此结论也与参考文献[7]分析一致。(www.xing528.com)
图3-4 55kW电机输出转矩—电流控制角特性曲线
图3-5 55kW电机转矩—速度特性曲线
对应的电磁功率—速度特性在电流幅值为100A、200A、300A和400A时的功率—速度特性曲线如图3-6所示。分析结果表明200A时，就有较宽的恒功率速度范围。
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