基于simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22011年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2011文章编号：100l一2265(2011)02—0078—05基于Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真王洋，刘永光(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100083)摘要：在现代交流伺服系统中，矢量控制原理以及空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术使得交流电机能够获得和直流电机相媲关的性能，因此详细阐述了SVPWM的基本

2、原理和重要的基本环节，介绍了伺服电机控制的原理。永磁同步电机(PMSM)是一个复杂耦合的非线性系统，在Simulink环境下，通过对PMSM本体、d／q坐标系向A／B／C坐标系转换、SVPWM等模块的建立与组合，构建了永磁同步电机控制系统仿真模型。仿真结果证明了该系统模型的有效性。关键词：永磁同步电机；空间矢量脉宽调制；仿真中图分类号：TM34l文献标识码：ASimulationofPMSMwithVectorControlBasedORSimulationWANGYang，LIUYong—guang(

3、DepartmentofAutomationandElectricalEngineering，BeihangUniversity，Beijing100083，China)Abstract：Intodav’SACservosystem，thevectorcontro1theoryandSVPWMtechniquemaketheACmotorcanachievetheperformanceasgoodasDCmotorwhendesigningtheACservosystem，SOwedis·CUSSthe

4、principleandtheprocedureofSVPWMindetailandintroducetheprincipleoftheservomotorcontro1．PMSMisanonlinearsystemwithsignificantcoupling．ThemodelingmethodforPMSMsysteminSimalinkwasproposed．InSimulink，theisolatedblocks，suchasPMSMblock，coordinatetransforma—tion

5、fromd／qtoA／B／Cblock，SVPWMblock，etc，weremodeled．Thereasonabilityandvalidityweretestifiedbythesimulateresult．Keywords：PMSM：SVPW；simulation制的目标被定位在电压正弦变化，后来为了克服O引言电动机电流谐波的影响出现了电流型控制方式逆永磁同步电机(PMSM)采用高能永磁体为转子，变器。具有低惯性、快响应、高功率密度、低损耗、高效率等就交流调速而言，电动机电流正弦化的目的优点，成

6、为了高精度、微进给伺服系统的最佳执行机是希望在空间建立圆形磁链轨迹，从而产生恒定构之一。永磁同步电机构成的永磁交流伺服系统已的电磁转矩。按磁链轨迹为圆的目标形成PWM经向数字化方向发展，因此如何建立有效的仿真模控制信号，称为磁链跟踪控制，由于磁链轨迹可借型具有十分重要的意义。对于在Simulink中进行永助电压空间矢量相加得到，故又称电压空间矢量磁同步电机(PMSM)建模仿真方法的研究已经受到控制。广泛关注⋯。1．1电压空间矢量与磁链矢量的关系1电压空间矢量技术的基本原理空间矢量的概念始于电动机分析，将

7、外加电压PWM控制技术是利用半导体开关器件的导分别定义于电动机三相定子绕组上，由于电动机绕通与关断把直流电压变成电压脉冲序列，并通过组在空间互差120。分布，故电动机定子电压可用空控制电压脉冲宽度或周期以达到变频、调压及减间矢量表示。当三相对称正弦波电源供电时，加到少谐波含量的一种控制技术。初期PWM逆变控电动机定子三相绕组上的三相对称电压为：收稿日期：2010—09一O1作者简介：王洋(1985～)，男，四川资阳人，北京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为机电一体化，(E—mail)wyparano

8、idkid@gmail．corn。2011年2月王洋，等：基于Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真·79·UA：⋯为使电机对称工作，必须三相同时供电，即在任一时刻一定有处于不同桥臂下的三个器件同时导通，而lf÷c。s(￡一2w／3)(1)相应桥臂的另三个功率器件则处于关断状态。用三个开关量．s。、56、．sc来表示三个桥臂的开关状态，规’c亍U．cos(w／3)定当上桥臂开关管“开”状态时，开关状态值为1；当式中：U——直流母线电