基于PSIM永磁同步电机空间矢量控制仿真研究.pdf

《基于PSIM永磁同步电机空间矢量控制仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、船电技术I应用研究基于PSIM永磁同步电机空间矢量控制仿真研究杨明国，寿海明(1．海军驻武汉船用电力推进装置研究所军代室，武汉430064；2．海军装备研究院，北京100161)摘要：SVPWM具有线性范围宽、谐波少、开关损耗小、电压利用率高等优点，在新型永磁同步电机控制系统得到广泛的应用。本文分析了SVPWM基本原理及实现过程，并在PSIM软件平台上进行建模仿真。关键词：SVPWM永磁空间矢量仿真中图分类号：TM921文献标识码：A文章编号：1003．4862(2014)09-0036-02SimulationofPMSMControl

2、ledbySVPWMonPSIMI＼YangMingguo1ShouHaiming2，(I．NavalRepresentativesofficeinWuhanInstituteofM~rineElectricPropulsion，Wuhan430064，China；2．NavyAcademyofArmament，BeOing100161，China)Abstract：ThespacevectorPWMhasfeaturesofwidelinearrange．1ittlehigherharmonic．1ittleturn—on／turn—o

3、ffloss，availofmorevoltageandetc，SOthatitiswidelyusedinPMSMcontrolsystem．Inthispaper,thetheoryandrealizationofSVeWMisintroduced,andthesystemofsvPWMismodeledand_simulatedonPsIM．Keywords：SVPWMPMsimulation,"spacevector模量为，，为直流母线电压。0引言SVPWM的基本原理就是在每一个采样周期·随着电力电子技术、微电子技术、新型电机内利

4、用若干基本电压矢量合成任意给定的输出参控制理论和稀土永磁材料的发展，永磁电机得以考电压U。以第3扇区为例，输出参考电压可由迅速的推广应用。永磁同步电机的控制方法有很两个非零矢量U4、U6和零矢量来合成。由伏安平多种，其中空间矢量脉宽调制因其具有电流谐波衡法则和矢量合成的平行四边形法，利用三角形含量少、开关次数少、电压利用率高和易于实现的正弦定理，可得两个矢量的作用时间：数字化等优点被广泛应用于永磁同步电机控制系43U’‘sin(60一)r1、一——一⋯统。／x／3U'T~sin(0)1SVPWM的基本原理=——(2)三相电压型逆变器供电的

5、交流调速系统主电两个零矢量作用时间：路简图如图1所示，电机的电压依赖于对应桥臂开To=—T4一(3)关管的状态。当逆变器采用双极性调制时，上下lS3llS1s5开关管的状态互补，因而逆变器的六个开关管有llI一l。ll八个开关状态，如图2所示，其中包括六个非零矢^Ud—I。lI_1量(Ul到U6)和两个零矢量(uo和U7)，非零矢量／^／^v^v__J1．1c．S4IS6Is2l收稿日期’2014．07．15作者简介：杨明国(1966一)，男，高级工程师。研究方图1三相电压源逆变器向：机电一体化。36船电技术l应用研究2确定各个基本矢量作

6、用时间。x=

7、(8)sy=(3+)／2(9)U3(011)U4(1oo)z=(一3+43up)E／2u~(10)表2扇区相邻矢量作用时间表UI(001)U5(101)扇区12345古图2逆变器电压输出矢量TlZY．Z．XX．Y在每个周期内为使逆变器输出波形对称，把T2Y—XXZ．YZ每个基本矢量都一分为二，同时U0和U7的作用时间相同，参考电压位于第3扇区时，一个调制周期内的电压矢量作用次序为：3系统建模及仿真结果U0—U4—U6——U7—U6—U4——U0，如图3所示。系统框图如图4所示，、系统首先进行abc到To／4．T4／2T6／Z

8、％／2．2．T4／2．To／4．．坐标变换，在进行到由坐标系变换，经过厂■■———■_『]；PI调解器后得到、，最后变换成、，即可用上述的方法进行SVPWM算法实现，对系统进行调解控制。在这里需要说明的是PSIM中的abc到砌变换过程中，g相在坐标变换矩阵与常规的坐标变换矩阵相差一个负号。Ts图3基本电压矢量开通顺序2SVPWM的实现图4系统框图SVPWM算法实现主要是扇区的判断和计算电机参数：电流187A，转动惯量：5．5kg?m，各个基本矢量的作用时间。目前主要有两种方法：转速：500rpm，极对数：15，Ld：160uH，：一、用U

9、的幅值和所处的相位角O来确定扇区、120uH，电阻R：3．35mQ。按额定转速运行，基本矢量及作用时间；二、将u沿t2"、轴分解仿真结果如下：，成、，然后用、判断扇区和基本矢量及作用时间。本文