永磁同步电机矢量控制系统仿真与建模研究　林　海　李　宏　林　洋　李　

伟

=1N m。得到系统转速、定子三相电流、转矩

仿真曲线如图7。

图6　SPWM逆变器控制模块结构框图

块,输入为SPWM模块给出的6组控制信号,输

出为三相相电压。该逆变器模块,有6个IGBT功率开关器件,反向并联续流二极管,模块给出的6通与关断,215　PMSM图7　系统响应曲线

利用Matlab615/Simlink的SimPowerSystem

Toolbox213所提供的PMSM模块和输出测量模块,PMSM模块输入为三相电压和负载转矩。其参数可以自行设定。具体参数有:定子电阻R(Ω)、交直轴定子电感Ld(H)、Lq(H)、转子磁场磁通λ(Wb)、电机转动惯量J(kg m2)、粘滞摩擦系数B(N m s)、极对数p等。输出测量模块中,具体输出可以自行选择。其输出向量为:

123:定子相电流ia(A)、ib(A)、ic(A)425:定子交直轴电流id(A)、iq(A)627:定子交直轴电压Ud(A)、Uq(A)8:转子速度ωm(rad/s)9:转子位置角θ/rad10:电磁转矩Te(N m)

由仿真波形可以看出,在额定转速nN=

1500r/min的参考转速下,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,但很快稳定在设定值。系统稳定运行,具有较好的静态和动态特性。

4　结　论

1)波形符合理论分析,系统运行稳定,具有较

好的静、动态特性。

2)为保证起动过程达到设计要求,既要根据PMSM数学模型选择和设计合适的仿真模型,又要合理设定仿真参数。

3)采用该PMSM矢量控制系统仿真模型,可快捷验证控制算法,也可对其进行简单修改或替换,完成控制策略的改进,通用性较强。

3　仿真结果

根据建立的PMSM矢量控制系统的仿真模型,在Matlab615/Simlink环境下进行仿真。电机参数设定为:电机功率P=2kW,直流电压Udc=800V,定子绕组电阻R=2187Ω,定子d相绕组电感Ld=010085H,q相绕组电感Lq=010085H,转子磁场磁通λ=01175Wb,粘滞摩擦系数B=0N m s,转动惯量J=010008kg m2,额定转速nN=1500r/min,极对数p=4。

为了验证所设计的PMSM仿真模型的静、动态性能,设定仿真总时间为0105s,系统在t=0s时负载转矩TL=3N m起动,在t=0104s时TL

参考文献

[1]　纪志成,周寰,李三东.基于PSIM永磁同步电机矢量控制系

统的仿真建模[J].系统仿真学报,2004,(16):8982901.

[2]　刘铁湘,陈林康.永磁同步电动机矢量控制系统仿真[J].微

电机,2004,37(4):44247.

[3]　王宏,史敬灼,徐殿国.永磁同步电动机调速系统[J].微特

电机,2004,(9).

[4]　董晓鹏,王兆安.永磁交流电机的运动控制[C].CAVDπ97.

海南:中国金属学会,1997,30235.

作者简介:林　海(1978-),男,硕士,主要从事控制理论及应用研究。

—45—