基于MATLAB永磁同步電機矢量控制的仿真研究

常亮

（渤海船舶職業學院，遼寧葫蘆島 125000）

基于MATLAB永磁同步電機矢量控制的仿真研究

常亮

（渤海船舶職業學院，遼寧葫蘆島 125000）

本文通過矢量控制策略采用id=0控制方案快速準確地控制轉矩，實現調速系統具有較高的靜、動態性能。并利用了Matlab工具對永磁同步電機矢量控制系統進行了仿真研究，控制方法的正確性得到驗證。

永磁同步電機 矢量控制 空間矢量脈寬調制

0 引言

隨著永磁同步電動機的控制技術的不斷發展，各種控制技術也在逐步成熟并且得到廣泛應用。然而，在實際應用中，各種控制策略都有不同的優缺點，本文采用id=0控制策略最為簡單，保持id=0可以保證用最小的電流幅值得到最大的輸出轉矩，只需要最小的電流就可以產生所要求的轉矩，使銅耗下降提高了效率[1-2]。

1 數學模型

分析正弦波電流控制的調速永磁同步電動機最常用的方法就是d-q軸數學模型，電動機的瞬態性能和穩態性能都可用此種方法分析研究。正弦波永磁同步電動機的d-q軸數學模型的建立如圖1所示[3-4]。 由圖可得到電壓方程、磁鏈方程、電磁轉矩方程、機械運動方程如下：

1) 電壓方程：

2 模型建立

MATLAB下的Simulink是用于仿真建模及分析動態系統的一組程序包，可使系統從軟件分析到硬件設計更為便利，大大縮短了系統設計研發周期，并降低了實際硬件開發成本，利用它所提供的永磁同步電機(PMSM)模塊和輸出測量模塊搭建id=0永磁同步電機矢量控制閉環控制系統模型如圖2所示[5-6]。

3 仿真結果分析

根據所建立的永磁同步電機矢量控制的仿真模型在Matlab軟件環境下運行，其中參數有：電機轉動慣量J=0.0009 kg·m2、定子電阻R=2.8760 Ω、轉子磁場磁通ΨPM=0.174 Wb、交直軸定子電感Ld=8.4e-3 H,Lq=8.4e-3 H、粘滯摩系數B=0.001 N.m.s、極對數P=4等。

仿真結果如圖3-圖9所示。

4 結論

由仿真結果看出負載轉矩由5 N·m突變為10 N·m，再由10 N·m 突變為15 N·m時，定子電流的幅值逐漸增大，即定子電流與負載成正比的關系，波形符合理論分析，系統運行穩定性強，具有優質的靜、動態特性。id=0的矢量控制轉矩的變化主要取決于電流，這樣就能實現快速準確地控制轉矩。

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[6] B IMAL K BOSE. Modern power electronics and AC drives [M ]. Pearson Education, 2001.

Simulation on Vector Control for Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Matlab

Chang Liang
(Bohai Shipbuilding Vocational College, Huludao 125000, Liaoning, China)

In this paper, the vector control strategy based on id=0 control scheme of fast and accurate control of torque with high dynamic performance to achieve speed control system is studied. By using Matlab/simulink tools, the vector control system for the permanent magnet synchronous motor is simulated, and the simulation results prove the validity of the proposed control method.

permanent magnet synchronous motor (PMSM); vector control ; space vector pulse width modulation（SVPWM）

TM341

A

1003-4862（2014）03-0050-03

2013-06-13

常亮(1977-)，男，講師，研究方向：船舶電氣工程。