PMSM 最大扭矩每安培（MTPA）控制

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IPMSM的电磁扭矩方程为：

$$T_e=\frac{3}{2}\bar{p}\left（\lambda_{ds}{\ i}_{qs}-\lambda_{qs}{\ i}_{ds}\right）=\frac{3}{2}\bar{p}\left（L_{ds}\ i_{ds}\ i_{qs}+\phi_m\ i_{qs}-L_{qs}\ i_{qs}\ i_{ds}\right）$$

$$T_e=\frac{3}{2}\bar{p}\phi_m\ i_{qs}+\frac{3}{2}\bar{p}（L_{ds}-L_{qs}）i_{qs}\ i_{ds}$$

该表达式的第一项是PM激励力矩。第二项是所谓的磁滞力矩，它代表了由于其内在显著磁结构的额外组成部分。此外，由于 \（L_d < L_q\） 通常如此，磁应力矩和激磁力矩只有在 \（i_{ds} < 0\ 时方向相同。

考虑扭矩方程，可以指出电流分量\（i_{qs}\）和\（i_{ds}\）都直接影响扭矩的产生。

MTPA（每安培最大扭矩控制）的目标是计算参考电流 \（（（i_{qs}， $i_{ds}）\），以最大化产生电磁扭矩与铜损耗的比值（在以下条件下）。

$$I_S=\sqrt{i_{qs}^2+i_{ds}^2}\le I_s$$

因此，给定一组电机参数（极对、直感和正交电感Ld和Lq、磁铁磁通连结、标称电流），MTPA轨迹被识别为\（（i_{qs}， $i_{ds}）\））对的轨迹，该对最小化每个所需扭矩的电流消耗（见下图）。

此功能可通过ST MC Workbench图形界面激活。

MTPA轨迹

下图展示了在速度控制环路内实现的MTPA策略。此时，\（i_q^*\）（PI调节器的输出）输入MTPA函数，\（i_d^*\）通过输入线性插值轨迹选择。

MTPA控制

无论哪种情况，通过作用于直轴电流ID，磁通量都可以被削弱，从而延长可实现的速度范围。进入该工作区后，MTPA路径为左（有关弱磁策略的详细信息，请参见通量减弱控制）。

总之，通过通过 iq 和 ids 组件调节电机电流，FOC 能够调节 PMSM 的扭矩和通量。电流调节通过通常称为“同步帧CR-PWM”实现。

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