基于svpwm的永磁同步电机控制new

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1、《自动化与仪器仪表》2009年第3期（总第143期）*基于SVPWM的永磁同步电机控制陈进，王冠凌，娄珂(安徽工程科技学院电气传动与控制安徽省高校重点实验室安徽芜湖，241000)摘要：详细的论述了永磁同步电机的数学模型，分析了SVPWM算法，在MATLAB/SIMULNK环境下进行了仿真实验，实验结果表明这种控制方式，对于永磁同步电机具有良好的控制效果。关键词：空间矢量脉冲宽度调制；永磁同步电机；仿真；伺服系统Abstract:ThispaperanalyzesthemathematicalmodelofPMS

2、M(PermanentMagnetSynchronousMotor),analyzesthealgorithmofSVPWManddoesthesimulationexperimentintheMATLAB/SIMULNK,whichhasgoodcontroleffecttoPMSM.Keywords:SVPWM;PMSM;Simulation;Servosystem中图分类号：TM341文献标识码：B文章编号：1001-9227(2009)03-0051-030引言标系向转子坐标系的变换，即再进行坐标系的变近

3、年来，随着高矫顽力、高剩磁的高性能永磁体的换,得到相应的坐标系下的数学模型，由于永磁同出现,使得永磁同步电机比感应电机具有更小的体积、更步电机具有正弦波的电动势波形，其定子电压、定子电高的效率、更宽的调速范围和更高的速度位置控制精度,流也应该为正弦波，那么基于旋转坐标系的永磁同[1]在很多要求较高的工业应用中正逐步取代感应电机。步电机的定子磁链方程为：(5)[2]1永磁同步电机的数学模型为便于分析，做如下假设：忽略铁心饱和效应，不其中，L、L为永磁同步电机的d、q轴主电感；dq计涡流和磁滞损耗，反电动势是正弦的，

4、忽略齿槽换向L、L为永磁同步电机在d、q轴上电流的等效分量。dq过程和电枢反应等影响,则三相绕组的电压平衡方程为：则电磁转矩方程为：(6)(1)2矢量控制的基本原理式中，、、为定子相绕组电压，、、永磁同步电机根据用途不同，其电流矢量控制方法为定子相绕组电流，、、为定子相绕组电动势，也不同，可以采用的控制方法主要有：=0控制、功率因L为每相绕组的自感，M为每相绕组间的互感，P为微分算数控制、恒磁链控制、最大转矩电流控制、弱磁子P=d/dt，三相绕组为星形连接，没有中线，则有：控制和最大输出功率控制。=0控制，实现了

5、永磁同步++=0(2)电机的解耦控制，最简单也最常用，对于转子为表面式且M+M=-M(3)的永磁同步电机来说，L=L，转子磁路对称，磁阻转矩dq将(2)式和(3)式带入公式(1)，得到电压方程为:为零，因而最大转矩电流控制就是=0控制，系统的方[3]框图如图1所示。(4)根据电压和电流的空间矢量的定义，可以将相电压变换为两相静止的坐标系代替，然后进行坐收稿日期:2009-03-10作者简介:陈进（1974-），男，讲师，硕士，江苏南京人，主要从事计算机控制和嵌入式系统与应用方面的教学与研究。*安徽省高等学校青年教

6、师科研资助计划2005jq10666安徽工程科技学院青年科研基金2003YQ009图1系统方框图安徽高校省级自然科学研究项目KJ2009B04351基于SVPWM的永磁同步电机控制陈进，等系统3/2变换,采用了EmbeddedMATLABFunction1,3实现结果分析三相坐标的变换模块如图2所示。永磁同步电机的参数为：R=16.785Ω，L=0.0285H，sd2(7)L=0.0285H，ψ=0.178Wb，J=0.008Kg.m,，仿真采用变步qf长的ode23t算法，仿真时间设为0.10s，系统给定转速(

7、8)314rad/s。在t=0时刻,电机空载起动。在t=0.05s时突加负载T=0.8N.m，运行仿真可以得到仿真结果，如图5～8L[5]所示。图5扇区切换曲线图2系统坐标变换模块在逆变器设计中，根据三相桥臂(S、S、S)的通abc断,可以产生8个可能的开关状态,产生六个基本空间矢量U(001)、U(010)、U(011)、U(100)、U(101)、U(110)123456和两个零矢量U(000)、U(111)位于圆点，如图3所示。07图6系统三相电流波形图3六个工作电压矢量及扇区分布图7系统转矩曲线系统通过确

8、定合成电压矢量所在扇区，计算基本矢量作用时间和三相占空比，最终生成PWM波形，系统如图[4]4所示。图8系统转速响应曲线由仿真波形可以看出，在额定参考转速下，系统带负载起动响应快速，稳态运行时转速无静差，定子三相电流和转矩在电机转动开始波动较大，但很快稳定在设图4系统SVPWM控制模块定值，转速在0.02s稳定在设定值n=95r/min。系统稳定运（下转第107页）52《