永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真研究.pdf

《永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械工程师MECHAN}CALENGIN妄ER永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真研究李能(装甲兵工程学院控制工程系，北京100072)摘要：在MATLAB／Simu¨nk仿真平台，根据矢量控制原理，给出了基于永磁同步电机矢量控制系统的原理图，构建出每个功能实现的子模块，并对仿真结果进行分析，验证了该方法的正确性。关键词：永磁同步电机；矢量控制；仿真中图分类号：TM301．2文献标志码：A文章编号：1002—2333(2017)02—0046—03ResearchonModelingandSimulationofVectorControlSystem

2、forPMSMLINeng(DepartmenlofCon

3、rolEngineering,AcademyofArmoredForceEngineering,Beijing100072，China)Abstract：Accordingtothevectorcontroltheory．thePMSMvectorcontrolsystemisestablishedinMATLAB／Simulinksimulationplatform．Eachsub—moduleisbuiltbasedonitsfunction．Thesimulationisoperate

4、dwithSVPWMalgorithm．Finally，thecorrectnessofSVPWMisverifiedonthebasisofthesimulationresult．Keywords：PMSM：vectorcontrol；simulation0引言电机调速技术是一门涉及多学科、多领域的综合性技术，包括电力电子技术、控制理论、电磁理论、数字信号处理技术以及计算机控制等多个方面⋯。随着电机调速技术的日趋成熟和电力电子技术的飞速发展，其应用领域也日益拓宽。根据转动方向的不同，电机调速技术可以分为发电机调速和电动机调速两大类；根据电流形式的不

5、同，电机调速技术可以分为直流调速技术和交流调速技术两大类，由于交流电机在当今工业领域应用最为广泛，因此交流调速技术成为研究和发展的重点方向。其中异步电机调速系统和同步电机调速系统已发展成为当前社会生活中应用最为广泛的两类交流调速系统，形成了以直流电机、异步电机和同步电机为代表的三大类电机调速系统口I。三大类调速系统的优劣对比见表1所示。同步电机以其突出的控制性能和发展潜力，成为未来发展的重点方向，其家族中的永磁同步电机由于采用永磁体作为励磁材料，克服了传统电励磁带来的体积、功耗和散热等缺点，在各种功率等级的场合得到越来越多表1电机调速系统优劣对比类型

6、优势劣势⋯蝴《琴慧黼㈣⋯蝴速喜煮黧鬻筹垂萤兰量垂雾孑泛的应用～一⋯。～’一⋯一⋯⋯婺篇黧篓壤篡裂淼雾传同步电机调速单，适合各种功率等级的二：：：=：二二：二二一场合⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。的应用。永磁同步电机的控制是永磁同步电机应用的关键技术，矢量控制又是应用最普遍的、性能优良的一种控制方式[31。因此，对永磁同步电机的矢量控制分析，具有很重要的理论研究意义和实用价值。1永磁同步电机的矢量控制策略，．J永磁同步电机的数学建模‘假设永磁同步电机具有正弦波反电势，且忽略其磁路饱和及磁滞损耗，可知永磁同步电机在转子两相旋转坐标系d—q轴下的数学模型为14I：妒。{

7、-L。Jid+竹；(1)眈=L，i。；(2)ud=尺，iq+p9d--nptOr驴。；(3)“。=R，iq印吼+rtpc,O

8、，疋一■=．，—#+Bwro(6)af式中：吼、吼为定子磁链d、q轴分量；￡。、Lq为定子绕组d、q轴等效电感；0、iq为定子电流d、q轴分量；％、Ⅱ。为定子电压d、q轴分量；妒r为转子磁链；尺；为定子绕组电阻；Jp为微分算子；09，为转子机械角速度；￡为电磁转矩；‰为电机极对数；％为负载转矩；伪电机转动惯量；B为黏滞系数。，．2矢量控制的基本方式矢量控制通常采用双闭环控制

9、结构，分别对电流矢量的幅值以及空间位置(如相位、频率)进行控制，矢量控制原理如图l所示。矢量控制的基本思想可简单表述为以控制三相交流电的电压和频率大小为基础，引人了相位控制，这个相位可以用电机定子电流相对于转子磁极的位置角进行表46i2017年第2期网址．WWW．jxgcscorn电邮：hrbengineer@163．com撩露机械工程师MEeHANICALENGINEER三个PI控制器，分别调节转速、电流i。。和i。三个控制量，实现对永磁同步电机转速和电流的双闭环控制。在矢量控制系统中，PI调节器参数选取对电机的静态和动态性能影响十分显著。通过对反

10、馈量偏差的处理，可以输出控制量参考值，PI算法为f1，I]u(t)=K。1e(t)+二Je(t)dtl。(7