永磁同步电动机转子上没有励磁绕组,使用永磁体产生电机旋转所需的磁场,和感应电机相比有体积更小,质量更轻;功率因数、效率更高;可靠性更高等特点,永磁同步电动机是国家“十二五”期间广泛推广使用的新型节能电机,其广泛适用于宇航、军事、船舶电力推进、风机水泵、电梯、空调、直驱式风力发电系统以及新能源汽车等领域,且多数永磁同步电机伺服控制系统需要变频调速,由于该种电机电磁参数非线性,变频器供电时转矩脉动大,开环运行平稳度差、噪声大。在某些特殊应用场合,如电力推动,主轴传动机构和电动汽车中,需要较宽的转速范围,电机的运行状态从恒转矩区域向恒功率区域延伸,这可以通过弱磁方法实现。本文针对永磁同步电动机变频控制系统的硬件部分及弱磁控制策略展开研究,具体研究内容如下:1、在实验室原有2.2kW永磁同步电机变频控制系统硬件电路的基础上,设计了一台功率为30kW的永磁同步电机变频控制系统。重点完成了主回路设计、器件选型、IGBT驱动电路设计等内容,其中为了减小线路间的杂散电感,主回路采用叠层母排设计。驱动电路采用CONCEPT公司的2SC0108T作为驱动核。控制电路部分在原有的基础上进行了重新设计。目前该变频控制系统已经集成组装完成,并且在2.2k W小功率异步电动机上对系统的性能进行了实验验证,实验结果表明能够控制电机的运行。2、深入研究了永磁同步电动机的矢量控制原理,在MATLAB下搭建双闭环仿真模型,并对电机起动、调速、负载突变、过载能力等性能进行了仿真。仿真结果表明电机的各项性能与理论分析相符合,为后续研究打下了坚实的基础。3、在分析永磁同步电动机的弱磁控制原理的基础上,选用梯度下降法进行弱磁调速,对该方法进行了深入的研究。4、针对内置式永磁同步电动机弱磁调速(在额定转速以上运行)时,受到直流母线电压的限制,电机的带载能力会有所下降的问题,本文将最小幅度误差过调制方法引入永磁同步电动机的弱磁运行区域,以提高直流母线电压利用率,进而提高弱磁区域的带载能力。将该方法与梯度下降法结合,在MATALB中搭建了仿真模型,仿真结果表明最小幅度误差过调制可以有效提高电机弱磁调速时的输出转矩。5、利用2.2kW永磁同步电动机变频控制系统的硬件及软件平台,对原有程序进行改进,改善了电机在基速以下的性能。实验表明在基速(1500r/min)以下,电机具有良好的空载和负载特性。