永磁同步電機(jī)變頻器用于制氧壓縮機(jī)上使用主要因?yàn)橐韵略蚩梢赃_(dá)到節(jié)電的效果：
1、和直流電機(jī)相比沒有直流電機(jī)的換向器和電刷等缺點(diǎn)；
2、和異步電機(jī)相比它由于不需要無功勵(lì)磁電流因而效率高功率因數(shù)高力矩慣量比大定子電流和定子電阻損耗減小且轉(zhuǎn)子參數(shù)可測、控制性能好；
3、和普通同步電機(jī)相比它省去了勵(lì)磁裝置簡化了結(jié)構(gòu)提高了效率可達(dá)到傳統(tǒng)電勵(lì)磁電機(jī)所無法比擬的高性能(如特高效、特高速、特高響應(yīng)速度)；
4、和開關(guān)磁阻電機(jī)(SR)相比它沒有低速轉(zhuǎn)矩脈動大的問題早實(shí)現(xiàn)了低速穩(wěn)定運(yùn)行因此適合快速、高精度的控制場合。
因此廠家選用永磁同步電機(jī)來更換普通同步電機(jī)但是同時(shí)由于永磁同步電機(jī)沒有勵(lì)磁柜本轉(zhuǎn)子是永磁鐵因此它在直接電網(wǎng)起動的瞬間起動力矩非常大而且需要達(dá)到整步的時(shí)間也比普通同步電機(jī)要長導(dǎo)致不能直接電網(wǎng)起動永磁同步電機(jī)。起動和并網(wǎng)切換過程中控制電流在額定以內(nèi)，因此用于永磁同步電機(jī)的起動和無擾動切換。
同步電機(jī)采用改進(jìn)的空間矢量磁場定向控制策略 控制系統(tǒng)采用速度環(huán)和電流環(huán)雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)，電流環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)簡單，并能獲得較好的電流跟蹤性能。速度環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器，能有效地限制動態(tài)響應(yīng)的超調(diào)量，加快響應(yīng)速度。速度給定ω與速度反饋相減得出速度誤差，速度誤差經(jīng)PI調(diào)節(jié)后輸出轉(zhuǎn)矩電流給定i,*勵(lì)磁電流給定是根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)需要進(jìn)行或是由電機(jī)銘牌獲取電機(jī)額定反電勢。無感矢量控制的調(diào)整其值根據(jù)不同的電機(jī)和負(fù)載得出的經(jīng)驗(yàn)值，電機(jī)三相電流反饋i、1i經(jīng)傳感器采樣，然后再根據(jù)轉(zhuǎn)子位置電氣角度進(jìn)行Clarke變換和Park變換輸出 1、is1d、i值與給定值i、1*求誤差，進(jìn)行PI，調(diào)節(jié)后輸出V、V,電壓矢量利用轉(zhuǎn)子位置電氣角 度θ經(jīng)過Park逆變換和 Clarke逆變換輸出電機(jī)定子相電壓U、U、U值，三相電壓U、UU值作為PM(脈寬調(diào)制)的比較值比較輸出P波形到永磁同步電機(jī)變頻器可在在靜止?fàn)顟B(tài)下可辨識出定子電阻R直軸電感L以及交軸電感L。可由動態(tài)辨識，關(guān)鍵是通過電機(jī)定子側(cè)的電壓和電流估算出轉(zhuǎn)子位置和速度。
一個(gè)模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)如圖4所示，應(yīng)包含著兩種模型分別為參考模型和可調(diào)模型，這兩個(gè)模型有著相同物理意義的輸出量，不同的是參考模型不含待估參數(shù)，而可調(diào)模型含有對應(yīng)的估參數(shù)。其基本思想為參考模型與可調(diào)模型的輸出和狀態(tài)性能指標(biāo)通過反饋比較器得到誤差方程，構(gòu)造合適的自適應(yīng)律，使得可調(diào)模同幅值的電壓后，實(shí)現(xiàn)負(fù)載、電網(wǎng)無擾切換。在切換過程中高壓永磁同步電動機(jī)可以一直保持負(fù)載運(yùn)行不會出現(xiàn)負(fù)載擾動，切換過程中無沖擊電流，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)切換的“零擾動”。
永磁同步電機(jī)變頻器無擾切換整機(jī)邏輯換如圖5所示。首先，變頻器會自動斷開交流接觸器KM0,并將頻率上升至50H。然后，變頻器根據(jù)輸入電壓檢測板上傳的頻率和幅值，自動將運(yùn)行頻率和幅值調(diào)整到與電網(wǎng)頻率和幅值一致。接著，變頻器自動調(diào)整相位，直到運(yùn)行相位與電網(wǎng)相位相差2度以內(nèi)。此時(shí)變頻器運(yùn)行電流不變，并將“同步調(diào)整完成信號”反饋給PLC控制器最后PLC控制器先閉合交流接觸器KM4,再斷開交流接觸器KM3,最后斷開交流接觸器KM1,變頻器停工頻運(yùn)行電動機(jī)。該技術(shù)可滿足多電機(jī)綜合控制及大容量電機(jī)軟啟動的需要
