永磁同步電機矢量控制策略的研究與實現.pdf

1、永磁同步電機由于具有重量輕、轉矩脈動小、調速范圍寬等優(yōu)點，在現代化工業(yè)控制等諸多領域得到廣泛應用，其前景和發(fā)展趨勢不容小覷。電機采用的控制策略的差異，對其實際運行性能的影響頗深，基于此，對電機控制系統(tǒng)展開研究有著極其重要的現實意義。
　　課題針對永磁同步電機本體和矢量控制算法展開研究。
　　首先，本文介紹了永磁同步電機的結構組成和工作原理，在深入理解電機的基本結構和運行方式后，給出了永磁同步電機的數學模型?；凇半p反應理論”

2、，通過坐標變換，將電機從空間角度互差120°的定子三相ABC靜止坐標系變換到相互垂直的轉子兩相d-q旋轉坐標系。在d-q軸系下，電機轉矩方程得以簡化，結合課題采用的表面貼裝式永磁同步電機類型，轉矩的大小就正比于永磁體磁鏈和定子q軸電流分量的乘積。
　　其次，就矢量控制算法的基本原理和幾種具體的實現方法展開討論。由于永磁體磁鏈大小已知，因此對電機轉矩大小的控制可以轉化為對電機電流大小的控制，可以進一步歸結為對d軸和q軸電流分量進行調

3、節(jié)，于是選取“id=0”矢量控制方法，即把定子電流固定在q軸方向上，使其與永磁體磁鏈正交，該方法計算簡單，控制性能良好，形成了“轉速—轉矩—電流”的控制鏈條。
　　空間矢量脈寬調制技術作為矢量控制過程中非常重要的環(huán)節(jié)，論文對它的基本原理和算法實現進行了詳細描述，該技術把對磁場圓形軌跡問題的研究轉化為對電壓矢量運動軌跡的研究，是輸出三相正弦電壓實現變頻調速的關鍵。
　　在熟悉矢量控制流程和各個實現環(huán)節(jié)后，課題通過MATLAB/

4、Simulink仿真環(huán)境搭建仿真模型驗證算法本身和系統(tǒng)設計的可行性。根據MATLAB/Simulink提供的SimPowerSystems擴展模塊庫對電機矢量控制系統(tǒng)進行仿真;結合實驗過程中實際使用的DSP(Digital Signal Processor)芯片TMS320F28035和DBL140P永磁同步電機，通過MATLAB與CCS(Code Composer Studio)編程環(huán)境的交互式開發(fā)實現仿真模型代碼的自動生成，完成了實

5、際電機的調速控制。
　　本研究的工作重點在于，利用兩種仿真模型依次對矢量控制算法效果進行驗證，分別是MATLAB純軟件仿真和真實的電機實驗。前者利用一系列仿真參數效果圖對比觀察，后者則通過電機運行效果直觀體現，二者充分證明了矢量控制策略作為永磁同步電機調速控制算法的可行性和實用性。結果表明，該電機矢量控制系統(tǒng)啟動和制動性能良好，速度波動周期短，轉矩突變時電流能夠迅速響應變化，運行期間轉速平穩(wěn)，完美的詮釋了矢量控制算法的優(yōu)越性，說明