永磁同步电机 参考文献

第7期高延荣等:基于Matlab/Simulink的永磁同步电机(PMSM)矢量控制仿真

(4)

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(6)(7)(8)

Φ/dtU1=RI+d

在转速不太低时,RI较小,故

Φ/dt(5)U1≈d

式(5)表明:电压矢量的大小等于磁链的变化率,而电压矢量的方向就是磁链运动的方向。

在调速系统中,电机由三相PWM逆变器供电,如图2所示。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,而相应桥臂的另三个功率器件则处于关断状态

。

t1=TcMsinπ

3

)-θ

θt2=TcMsin

t0=Tc-t1-t2

图8作状态,即001、010、011、100、101、110、111、000。将其中6个非零的开关状态相电压值代入式(2),可得到6个空间电压矢量,如图3所示。图3　基本空间电压矢量112　零矢量的作用

在非零矢量作用的同时,插入零矢量的作用,让电机的磁链端点“走走停停”,这样可改变磁链运行速度,使磁链轨迹近似为一个圆形,从而实现恒磁通变频调速。改变非零矢量的作用时间与总的作用时间的比值,就改变了输出电压的频率,也改变了输出电压的幅值。113　空间电压矢量控制算法

上面提到,控制过程包括非零矢量和零矢量的作用,非零矢量用来控制磁通的轨迹,而利用零矢量改变磁通的运行速度。

现在以U1、U2作用区间为例,根据电压和时间乘积平衡原

理,可以得到任意一个参考电压图4　U1和U2合成矢量Ur矢量Ur(图4)。

π/3=UrTccosθU1t1+U2t2cos

π/3=UrTcsinθU2t2sin故:

U1=U2=UdcUr=(/2)UdcM

式中:Udc为直流母线;M为调制比;t0、t1、t2分别

为零矢量、U1、U2的作用时间,零矢量可以是U0或U7。2　坐标变换模块

三相永磁同步电机矢量控制的基本思想是把交流电机当成直流电机来控制,即模拟直流电机的控制特点进行永磁同步电机的控制。为简化感应电机模型,,:将三相平面坐标系向(Clarke变换)和将两相静止直角坐标系向两相旋转直角坐标系的变换(Park变换)。坐标变换矩阵的Matlab实现如图5

和图6所示

图5　d、q2a、

b、c变换

αβ变换图6　a、b、c2、

3　SVPWM模块

SVPWM主要是使电机获得幅值恒定的圆形磁场,当电机通以三相对称的正弦电压时,交流电机内产生圆形磁链并以此磁链为基准,通过逆变器功率器件的不同开关模式产生有效矢量来逼近基准圆,并产生三相互差120°电角度的接近正弦波的电流来驱动电机。311　扇区选择

根据Vα和Vβ的关系,当Vβ>0,则A=1,否则A=0;当Vα-Vβ>0,则B=1,否则B=0;当