永磁同步电机矢量控制仿真分析

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1、《电气自动化}2016年第38卷第2期变流技术ConverterTechniques永磁同步电机矢量控制仿真分析黄陈蓉，徐波(南京工程学院a．计算机工程学院，b．电力工程学院，江苏南京211167)摘要：永磁同步电机因其体积小、效率和功率因数高等优点被广泛应用于工业系统中，精确的控制系统是永磁同步电机得以广泛应用的关键所在，在对永磁同步电机矢量控制理论分析的基础上，结合经典的PID控制方法，搭建基于MATLAB／Simulink模块的永磁同步电机矢量控制系统仿真模型，采用转速、电流双闭环控制方法，电流环

2、采用PI控制，速度环采用sT函数，通过对仿真结果分析，验证了永磁同步电机矢量控制系统性能的优越性。关键词：永磁同步电机；矢量控制；ST函数；由／变换DOI：10．3969／j．issn．1000-3886．2016．02．004[中图分类号]TM341[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2016)02—0011—02ASimulationAnalysisontheVectorControIofPMSMHUANGChen-rong，XUB0(a．SchoolofComputerEngineer

3、ing，b．SchoolofElectricPowerEngineering，NanjingInstituteofTechnology．NanjingJiangsu211167，China)Abstract：Thepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)withsuchadvantagesassmallvolumeandhighefficiencyandhighpowerfactoriswidelyappliedinindustrialsystems．Theaccura

4、tecontrolsystemisthekeytoitsextensiveapplication．OnthebasisofatheoreticalanalysisofPMSMvectorcontrolandcombinedwithclassicPIDcontrolmethod，thispaperbuildsupasimulationmodelbasedontheMATLAB／SimulinkmoduleforthePMSMvectorcontrolsystem，usingdualclosed—loopc

5、ontrolofspeedandcurrent，withSTfunctionforthespeedloopandPIcontrolforthecurrentloop．SimulationresultsverifythesuperiorityoftheperformanceofthePMSMvectorcontrolsystem．Keywords：PMSM；vectorcontrol；STfunction；dq／c43transformationO引言下几点一：(1)铁芯损耗不作考虑；PMSM具有构造简单

6、、功率密度高、转矩系数大等优势⋯，已(2)电机磁路是线性的，不考虑磁路饱和，磁滞和涡流等因经逐步取代直流电机和步进电机，被广泛应用于各种高精度以及素的影响；高稳定性的场合，成为当今伺服系统的主流。传统直流电机因其(3)电动机的三相绕机械换向器和电刷的存在，使得其可靠性和适用性大大降低，永组是完全对称的，他们在空磁同步电机作为一种新型电机，一般在同样体积的情况下，交流间中互差120。，不考虑边缘电机比直流电机的输出功率高10％～60％。效应；我国是世界稀土第一大国，不仅总储藏量大，而且各种元素(4)不计齿

7、槽效应与齐全，因此，大力研发和推广使用以稀土永磁电机为代表的各类高次谐波，并且假设定子电永磁电机，符合我国的基本国情，对我国科技与经济发展具有重流产生的磁动势是正弦分要的意义。而PMSM能否被广泛应用关键在于是否有成熟稳定布的；可靠的控制系统J，本文采用了励磁电流id=0的转子磁场定向通过假设，我们可以得矢量控制和转速、电流双闭环的控制方法，通过MATLAB／到理想的永磁同步电机模Simulink仿真结果表明，该控制方法理论分析合理并具有良好的型，现讨论不同坐标系下永动态性能。图1永磁同步电机物理模型磁

8、同步电机的数学模型。lPMSM转子磁场定向矢量控制方法1．1．1PMSM三相坐标系(ABC坐标系)下数学模型：1-1永磁同步电机的数学模型PMSM定子电压和磁链方程：由于本文建立的永磁同步电动机的数学模型是在理想状况di,Us=++下的模型(如图1所示)，与实际情况略有偏差，因此需要假设以=L+(1)定稿日期：2015—11—11基金项目：南京工程学院大学生科技创新项目(212345114000001)，南其中为定子电压，为定子电阻，为定子