永磁同步电机矢量控制与谐波分析

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1、永磁同步电机矢量控制及谐波分析电子质量(2016第10期)永磁同步电机矢量控制及谐波分析PermanentMagnetSynchronousMotorVectorControlandHarmonicAnalysis张迎春，刘洪晴，徐悦(山东科技大学电气与自动化工程学院，山东青岛266590)ZhangYing-chun，LiuHong-qing，XuYue(CollegeofElectricalEn~neefingandA-utomation，ShandongUniversityofScienceandT

2、echnology，ShandongQingdaO266590)摘要：为了提高永磁同步电机的动静态性能，根据永磁同步电机(PMSM)的数学模型和基本原理，在逆变器环节将电压空间矢量(SVPWM)代替传统的SPWM算法，该方法能够实现变频调速并且能够有效地提高直流侧电压利用率，降低定子三相电流谐波含有率，提高系统运行性能。最后利用MATLAB搭建了两种算法的仿真模型，仿真结果表明SVPWM控制系统比SPWM控制系统具有更好的动态稳定性以及实时跟踪技术。关键词：永磁同步电机(PMSM)；转速外环；PI控制；S

3、VPWM中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号：1003—0107(2016)10-0071—06Abstract：tnordertoimprovethestaticanddynamicperformanceofpermanentmagnetsynchronousmot-ors．basingonpermanentmagnetsynchronousmotors(PMSM)mathematicalmodelandbasicprinciples，weusethevoltagespacevector(SVP

4、WM)insteadofthetraditionalSPWMalgorithmintheinverter．wecanachi-evefrequencymodulationspeedandimprovetheutilizationrateofDCvoltageefectivelyinthismethodre—ducingthestatorphasecurrentharmonicratio，improvingthesystemperformanceFinaly，buildingthesim—u／ationmo

5、delsoftwoalgorithmsbyMATLAB，thesimulationresultsshowthattheSVPWMcontrolsystemth—anSPWMcontrolsystemhasbetterdynamicstabilityandreal-timetrackingtechnologyKeywords：permanentmagnetsynchronousmotors(PMSM)；outerspeedIoop；PIcontrol；SVPWMCLCnumber：丁M341Document

6、code：AArticleID：1003—0107(2016)10—0071—060引言1永磁同步电机IPMSM)数学模型永磁同步电机(PMSM)I)~其体积小、效率高、功率密忽略磁路不饱和、磁滞损耗、涡流等影响因素，在较度大等等优点而得到了广泛的使用，而国内永磁材料的为理想状态下，PMSM在d—q坐标系下的电压方程为：发展促使得永磁同步电机PMSM的应用更加广泛[1】，与f尺rfl1此同时对PMSM系统的动态和静态性能的要求也越来=i一，越高[21。在PMSM系统运行过程中，本身存在非线性部磁链方程为：

7、分，使得系统的动静态性能存有缺陷，无法随着负载的变化而得到迅速响应，在系统的稳定性，超调量方面还f【=i(一2)有很大的进步空间。本文在逆变器环节采用SVPWM算转矩方程和运动方程为：法，希望其输出电压波形接近正弦波型，如此只需改变L=I．5(厂~tqiq)=1．5,d~i

8、广d__](3)电压频率，速度也随之改变，频率与电压之问呈线性关一TL=Jp~+，(4)系，即可实现变频调速。在MATLAB／Simulink环境下建式中的各个字母代表含义如下：立了基于SVPWM的永磁同步电机驱动系统的仿真模、——轴

9、和q轴的定子电流；型。在负载突变的情况下，通过仿真验证了该模型具有1)d-,—轴和q轴的定子电压；良好的动静态性能。——定子电阻；作者简介：张迎春(1990一)，女，硕士研究生，研究方向为电力系统自动化。71电子质量(2016第10期)永磁同步电视矢量控制及谐波分析一转子磁链；——、电磁转矩和负载转矩；p——微分算子；n一磁极对数；——转子角频率；．，和B——电机转动惯量和摩擦及风阻力矩系数。——、d轴和q轴的定子磁链；从式(