無刷電機是永磁電機的一種,在高溫和低溫環境下,永磁電機系統的器件特性和指標變化大,電機模型與參數復雜,非線性度增加、耦合程度增加,功率器件損耗變化大,不但驅動器的損耗分析與溫升控製策略復雜,而且四象限運行控製更加重要,常規的驅動控製器策劃和電機系統控製策略不能滿足高溫環境的要求。
常規策劃的驅動控製器工作在環境溫度相對穩定條件下,而且很少考慮品質、體積等指標。然而在極端工況下,環境溫度在-70 ~ 180℃的寬溫區範圍內變化,大部分的功率器件無法在此低溫中啟動,導致驅動器性能失效。另外受電機系統總品質限製,驅動控製器的散熱性能必然要大幅度減小,這反過來影響驅動控製器的性能及可靠性。
超高溫條件下,成熟的SPWM、SVPWM、矢量控製方法等開關損耗較大,應用受到限製。隨着控製理論和全數字控製技藝的擴展,速度前饋、人工智能、模糊控製、神經元網絡、滑模變結構控製和混沌控製等各種先進算法在現代永磁電機伺服控製中都有了成功的應用。
對耐高溫環境永磁電機驅動控製系統,必須以物理場計算為基礎,密切結合材料與器件特性的變化特點,建立電機-變流器一體化模型,進行場路耦合分析才能充分考慮環境對電機系統特性的影響,充分利用現代控製技藝以及智能控製技藝,才能提高電機彙總控製品質。另外,工作於惡劣環境下的永磁電機由於不易更換,處於長時間運行工況下,並且外部環境參數 ( 包括: 溫度、壓強、氣流速度和方向等) 變化復雜,導致電機系統工況隨動。因此,必須研究參數攝動以及外部擾動情況下永磁電機高魯棒性驅動控製器的策劃技藝。