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永磁同步电机矢量控制

永磁同步电机矢量控制

0 引言
随着高性能永磁材料、电力电子技术、?大规模集×成电路和计算机技?术的发展,永磁同步电机(PMSM∽)的?应用领域不断扩大,在数控机床,机器人等高精度≡控制领?域得到⌒广泛应用。由于对?电机控制性能的要求越?来越高,永磁同﹢步?电℡%机矢量控制??系统能够实现高?精度、高′动态?性能、?大范围的调速℅或㏕定位控制,永磁同步电机永磁同步电机矢量控制μ矢量控制系统的研究?已成为″中小容量交流伺服系统研究的重点?之一,?如何?建立?有效的仿真模型越来受到人们的o关注。本文在分析永≈磁同步电∣机数学模型的基础上,用MATLAB语言中的Simulin>k和?∝Po?wer Syst◎em B?1ock模?块建立了控㈱制系统的仿真模?型,对得?出的仿真结果进行m了分析。

?本文引用地址:h?ttp≯:/∑/≦www.eepw.com.?cn/article∧/1638?70.htm

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1 永磁同步ml电机?数学模型?
永磁?同步电机的数学模型基于以下假设:
?(1)忽略饱和、涡流、磁﹢滞效应的?影∠响?;∥
(2)电机的电流为对?称的?三∷相正弦波?电流:
(3)永磁体磁动势叵定,?即等效的励磁电流恒定不变*;
(4?)三?相定子绕㏑组?℃在空间呈对称星形分布,定?子各绕组的电?枢电阻12电枢电感相等;
永磁同步电动机?是交¬流同步调速系统的主要环节,∫分析其数学∪模型<对把握其调速特性尤为重要。取转子永磁体基波励磁磁场?轴线为d轴,q轴顺着∵旋转方向?≮超前d轴90度电﹥角度,dq轴系随同转子以角速度ωr一道∈旋?转,它的空间坐‖标以d轴与参考轴α间的电※角度∴θ∞r£来表示,则理想永?磁?同步电机在dq?旋转坐标系中的数学模¢型?可以写成如下形式:

根据数学模型用Sim㎡ulink建立了永磁同步电机的模块如图2.?1所示:¤

2 永磁同步电机交流伺服系统控制原理?

由上式可以3看出№,永磁同步°电机的电≥磁转‰矩基本上≌取决于定子电流在q轴上的分?量。由于永磁同步电机的转子磁链恒定不变,所以普遍采用按转?子磁链定向的矢量@∩?控≠制,控制的实质就是通过对定子电流的控制来实现交流永磁同步电动机的转矩控制。转㎞速在基≧速以〒下时,在定﹣子电流给定的情况下,控制id=0可以更?有效的产生转矩,这时电磁转矩T?em?=Pniqψr?,可见电磁?转?矩就随着∏iq的变?化?而变化,这∨种控制方法最为简单。然而转速在⊥基速以上时?,因为永久磁铁的励磁磁㎜链为常数?,÷电机感应电动势随-着=电℉机㎎转£?速成正比例的增加?。电动机感?应电m压也跟着提高,¥但是又?要?受=到与♂电机端?相连的逆变器的电压上限的限制。
﹣$在实际控制中,系??统检∶测到的㏄是流入电?机﹤的三相⊿定子电流,所以必须进行坐标变换,把三相定予坐?±标上?的电流·分量mol经?park,cla?rke变换?成转+子¥坐标系∮上的电㎏?流分?量。要实?⊙现定子?坐标系??到转子坐标系的≤变换必须在控制中实时检测电机转子的?位置,常用的转子位置检测传感器有增?量式?光?电编码∟器?,绝对式光电编码器和旋转变压器。位置信号指令与检测到的转∷子位置相比较,经过位置√控制器的调整≒,输出速度指令信号,速??度指令信号与检测到的转子速度?信号?相比较,经速度调节器的??调节,?输出 ?控制转矩的电?流?分3量i?*q,电?流分量给定信号与经过坐标变换的电机实际电流分量比较,通过电?流控制器计?算?,其输出×量/经反par⊕k变换用于计算产生PWM驱动IGB%T*,产生?可变频率和?幅值的三相正弦电流输?♀入电机㏒定子,驱动电机工作。
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