永磁同步电机矢量控制系统仿真

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文辽宁工程技术大学硕士学位论文永磁同步电机矢量控制系统仿真姓名：李季申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：孟庆春辽宁工程技术大学硕士学位论文摘要本文研究的对象为表面永磁同步电机。本文基于矢量控制理论，用id=0控制方式，采用空间矢量脉宽调制技术，选择转速、电流双闭环PI调节的控制方案，实现对电机瞬时力矩控制。针对该控制方案，根据表面永磁同步电机数学模型，运用MATLAB/S1MUNK建立系统仿真模型，进行仿真研究。从仿真结果看，验证了该方案的正确性和可能性。关键词：永磁同步电机、矢量控制、S间矢量脉宽调制、PI调节

2、、仿真。辽宁工程技术大学硕士学位论文AbstractTheobjectoftheresearchofthispaperisthesurfacePermanentMagnetismSynchronousMotor(PMSM).Basedonvectorcontroltheory,thispaperuseid=0controlway,maketechnologywithspacevectorpulsewidth,selectrotationalspeedandcurrentthecontrolschemeofthetwoPIregulationsofclos

3、edcircuit,realizecontrolforgeneratorinstantmoment.Ataimofthiscontrolscheme,accordingtothemathematicsofsurfacePermanentMagnetismSynchronousMotor,establishthemodelofsystemsimulationwithMATLAB/SIMULINK,emulatestudy.Seeingfromemulationresult,ithasverifiedpossibilityandthecorrectnesso

4、fthisscheme.KeyWords:PermanentMagnetSynchronousMotor,Vectorcontrol,PIregulateSpacevectorpulsewidthSimulation.辽宁工程技术大学硕士学位论文辽宁工程技术大学硕士学位论文1绪论1.1永磁同步电动机调速系统发展概况与趋势1.1.1永磁同步电动机调速系统发展概况电气传动系统是由控制部分、功率部分和电动机三大要素组成的一个有机整体。各部分之间的不同组合，可构成多种多样的电气传动系统。虽然调速传动从电流型式上分为直流调速和交流调速两大类，但在交流调速中，异步电

5、动机调速系统和同步电动机调速系统己发展成为占有相当比例的两类调速系统，目前己形成直流电动机、异步电动机、永磁同步电动机三大类调速系统。m直流调速系统控制简单，调速性能好，变流装置结构简单，长期以来在调速系统领域里i■统治地位。但是由于直流电动机结构复杂、成本高、故障多、维护困难且工作量大，经常因火花大而影响生产；机械换向器的换向能力限制了电动机的容量、电压和速度；接触式的电流传输又限制了直流电动机的使用场合；电枢在转子上，电动机效率低，散热条件差，冷却费用高，这些固有的缺点限制了直流电动机向髙转速、高电压、大容量方向发展。在交流电网上，因异步电动机具有结

6、构简单，工作可靠、寿命长、成本低，保养维护简单等优点，所以长期以来，在不要求调速的场合，异步电动机占有主导地位，例如风机、水泵、普通机床的驱动中，人们广泛使用交流异步电动机来拖动机械工作。但是，它调速性能差，起动转矩小，过载能力和效率低，并且在这类拖动中，其旋转磁场的产生需从电网吸取无功功率，故功率因数低，轻载时尤甚，这大大增加了线路和电网的损耗，无形中损失了大量电能。自70年代以来，科学技术的发展极大地推动了永磁同步电动机的发展和应用，主要的原因有：1.高性能永磁材料的发展1983年问世的钕铁硼永磁材料，由于其磁特性和物理特性优异，成本低廉且材料来源有

7、保证（我国占有世界蕴藏量8%以上的钕资源），所以在开发高磁场永磁材料(特别是钕铁硼永磁材料）方面具有得天独厚的有利条件，我国的钕铁硼永磁材料特性水平己达到世界的先进水平，为永磁同步电机的发展提供了物质基础。辽宁工程技术大学硕士学位论文永磁材料的发展极大地推动了永磁同步电动机的开发应用。在同步电动机中用永磁体取代传统的电励磁磁极的好处是：简化了结构，消除了转子的滑环、电刷，实现了无刷结构，缩小了转子体积；省去励磁直流电源，消除了励磁损耗和发热■■当今中小功率的同步电动机绝大多数己采用永磁式结构-1.新型电力电子技术器件和脉宽调制（PWM)技术应用电力电子技

8、术是信息产业和传统产业间重要的接口，是弱电与被控强电之间的桥梁。自1958年世: