永磁同步电动机矢量控制仿真研究

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1、第33卷第l朝四，『f电力技术Vo1．33，No．12010年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．，2o1O永磁同步电动机矢量控制仿真研究邹慧(四川电力职业技术学院，四川成都610072)摘要：由于交流电机的非线性强耦合特性，使得交流电机无法直接象直流他励电机独立地控制变量，介绍了新的控制方式来实现交流电机转速和转矩的控制。关键词：永磁同步电动机；矢量控制；仿真Abstract：Duetothenonlinear—couplingcharacteristicofalternator

2、，thealternatorcannotcontrolthevariablesindependentlyasDCseparatelyexcitedgeneratorsdirectly．So，anewcontrolmodetorealizethecontrolofrotatingspeedandtorqueofalter-natorispresented．Keywords：permanentmagneticsynchronousnmtor；vectorcontrol；simulation中图分类号：TM761文献标志码

3、：A文章编号：1003—6954(2010)01—0012—04直流他励电机之所以具有良好的静动态特性，是使交流电机的转矩控制，从原理上相似于直流电机。因为定子励磁电流及电枢电流两个参数分别由电动由于三相交流电机的实际定子电流为三相交流机励磁回路和电枢回路独立产生，且在空间正交，是量，为实现对d、q轴电流的控制，必须以电机矩阵分两个可以独立控制的变量，只要控制定子励磁电流使析的思想为基础，借助坐标变换法实现d、q轴系和三磁通恒定，则电磁转矩正比于电枢电流的大小。由于相实际轴系间变量的转换，以实现对i和。的控制。交流电

4、机的非线性强耦合性特性，使得交流电机无法直接象直流他励电机独立地控制变量，因此需要新的2坐标变换控制方式来实现转速和转矩的控制。1)静止三相轴系(ABC)到静止两相轴系(一1矢量控制的基本原理B)的相变换图1为永磁同步电机静止三相实际轴系到对称矢量控制的基本思想是按照产生同样的旋转磁的静止两相轴系的变换。其中仪相绕组同三相中的场这一等效原则建立起来的，通过定转子的三相A相绕组重合，B相绕组与仅相正交。若三相轴系为ABC静止坐标到两相一B静止坐标再到两相同步A—B—C相序，则两相轴系为B一相序。旋转dq坐标变换，用等效

5、的两相同步旋转坐标代替相变换必须保证变换前后绕组中电流产生的磁三相静止坐标，通过一系列变换和磁场定向，交流电势守恒。若三相绕组中每相绕组的有效匝数均为机的电磁转矩表达式与直流他励电机相似，控制d、qⅣ日，而两相绕组中每相的有效匝数均为ⅣA，则得到式轴的电流即方便地实现电机的磁场和转矩的控制，使(1)。交流电机具有和传统直流电机同样优良的运行性能。基于转子磁场定向的矢量控制是交流伺服调速系统中使用较为广泛的一种控制方式。转子磁场定向的矢量控制的基本思想是在三相交流电机上设法模拟直流电机转矩控制的规律。在转子磁场定向的同

6、步坐标轴系上，将定子电流矢量分解为影响磁通的磁场电流分量i和产生电磁转矩的转矩电流分量i。，并使两个分量相互垂直，彼此独立，而后分别进行控制，图1三相到两相之间的变换第33卷第1期四川电力技术Vo1．33．No．12010年2月SiehuanElectricPowerTechnologyFeb．，2010』．=NA—BNAc。s60。一cNAc。s(1)【8=一BNAcos30。+cNAcos30。设N：kN．，则式(1)可变为{k(i一争一(2)一一=+争)经过分析，当k为厕寸，三相到两相的相变换的电压电流变换矩阵

7、相同且均为正交矩阵，因而满足恒功率变换。得到三相到两相的相变换矩阵和两相到三相的相变换矩阵分别如式(3)和式(4)所示，其中，变换前的坐标用下角标表示，变换后的用上角标INid=Ni~cosO—13sinf7)表示『-。1c一一1(3)；]㈩l一『一丢一『．cos0一sin001cABC。一(4)2c嚣：Ilsin0cos00I(9)o01J【_．『_cos0sin00]则由三相实际轴系到两相对称轴系的电流和电cdqBO0：[1．sin0cos00I(10)压变换为式(5)，由两相对称轴系到三相实际轴系的001j电流

8、和电压变换为式(6)。容易证明，c和c均为正交矩阵，故由两相旋转cAalB3oCc(5)【“^Bc=cB0cecf6)tu乙c^BocABcdIidqoc飘印(11)2)静止两相轴系(仅一B)到旋转两相轴系(d—L“dq0：c帮q)的整流子变换c瓤(12)图2为从静止两相轴系到旋转两相轴系的变换。【u印Gdd—q轴系同轴系一8为正交轴系，且d—