基于Simulink的IPMSM矢量控制策略研究.pdf

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1、矍麦日塑窒握蚩日doi：10．3969／j．issn．1671—1041．2010．02．002基于Simulink的IPMSM矢量控制策略研究刘艳(盐城师范学院物理科学与电子技术学院，盐城224002)摘要：在分析内埋式永磁同步电机(IPMSM)数学模型的基础上，利用(3)Simulink建立了IPMSM矢量控制系统仿真模型。分别建立了速度控(4)制模块、电流滞环控制模块、坐标转换模块等子模块，并对IPMSM矢量控制系统弱磁控制进行了仿真研究。仿真结果证明了该方法的快速(5)性和有效性，为实际电机控制系统的分析、

2、设计和调试提供了新的式中，“、、ii分别为dq轴的电压和电流；、分别为dq思路。轴的磁链；为磁链的最大值；为每相定子电阻；co为定子关键词：IPMSM；Simulink；矢量控制；弱磁控制角频率，为转子角频率，n为转子极对数。中图分类号：rM341文献标识码：A1．2IPMSM的矢量控制策略ResearchonvectorcontrolstrategyOf矢量控制目前主要采用四种方法：i=0控制策略，cosq5IPMSMbasedonSimulink=1控制，恒磁链控制、弱磁控制，在文献[7]中主要对i=0LIUY

3、an控制策略进行了分析，本文针对弱磁控制进行了研究，考虑到(SchoolofPhysicsandElectronics，YanchengTeachers电机相电流有一定极限，增加i而保持相电流值，就要减小i。，College，Yancheng224002。China)因此通常采用增加去磁电流的方法来实现弱磁升速。Abstract：BasedonanalysisofthemathematicaJmodeIforIPMSM，I】==2系统仿真asimulationmodeIofvectorcontroIsystemfo

4、rIPMSMusingSimu—2．1系统建模linklSproposed．Andthesubmodulesuchasspeedcontroler．hys—teresiscurrentcontrollerblock。frameconvertionhavebeenmodeled本文对IPMSM矢量控制系统弱磁控制进行了仿真分析，+=andweakenfluxvectorcontrolofIPMSMiSstudiedbysimulation．图1为弱磁矢量控制系统的仿真模型。模型由速度调节器2Thesimulation

5、resultsshowtheeficiencyandrapidityofthemethod。(PI)、d轴电流给定值生成模块、2r／3S坐标旋转变换、电流滞whichofersanewplatformforanalysis，designinganddebuggingof环控制的电压源型逆变器、IPMSM几个主要的环节构成。actualmotorcontrolsystems．+Keywords：IPMSM，Simulink。vectorcontrol。weakenfluxcontroL0引言晖l罹掘随着电机制造技术、

6、电力电子技术和计算机控制技术的快速发展，永磁同步电机由于其体积小、性能好、可靠性好，调一速范围广等优点得到了迅速的推广应用⋯。内埋式永磁同步图1弱磁矢量控制系统仿真模型其中速度控制模块如图2所示，输入为参考转速和实际转电动机(IPMSM)的转子结构中永磁体嵌入在转子内部，能有效地避免永磁体失磁，其静态性能好，广泛应用在动态性能要速的差值，输出为三相参考相电流的幅值Is。其中，Kp为PI控求高的交流调速传动系统中。永磁同步电动机的调速系统控制器中比例系数，K／Ti为PI控制器中积分系数，Saturation饱制策略常

7、用的有矢量控制和直接转矩控制。而矢量控制系和限幅模块将输出的三相参考相电流的幅值限定在要求的范统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，围内。因此日益引起了国内外学者的广泛关注。本文在分析坐标变换模块将电量先经过2r／2s坐标变换，再经过2s／3s坐标变换，即可完成从两相同步旋转系到三相静止坐标系IPMSM数学模型的基础上，利用Simulink建立了IPMSM矢量控制仿真模型，分别建立了各个子模块，对不同的负载运行情(2r／3s)的变换。给出仿真电路如图3所示。封装后的况进行了仿真分析，仿真结果说明了该

8、方法的快速性和有Subsystem如图1中2r／3s模块所示。效性。l矢量控制策略1．1IPMSM数学模型InteTatot矢量控制技术是用于交流电机高性能驱动的高效率的技图2速度控制模块结构框图术之一，当IPMSM的电机数学模型从abc坐标系转换到同步旋转dq坐标系，正弦量变成了直流量时，IPMSM就可以应用矢量控制。为推导IPMSM在d-q同步旋转坐标系