永磁同步電動機矢量控制

3 系統(tǒng)仿真
圖4．1三相永磁同步電機矢量控制仿真框圖基于轉子磁場定向的三相PMSM矢量控制系統(tǒng)仿真框圖如圖4．1所示。圖中PI模塊為速度環(huán)PI控制器，根據(jù)電機實際速度及給定速度來確定電流轉矩分量；PWM模塊采用電流滯環(huán)控制(如圖4．2)，使電機實際電流跟隨給定電流變化，具體實現(xiàn)如圖4．3；模塊dq2abc實現(xiàn)2r／3s變換，具體實現(xiàn)如圖4．4，其中函數(shù)模塊Fcn、Fcnl和Fcn2一起實現(xiàn)2r／3s變換；MMD模塊為電機測量模塊，它實時測量電機的速度、電流、轉子位置等信號：PMSM模塊為MATLAB提供了永磁同步電機模型，它的具體實現(xiàn)如圖2．1。

4 仿真圖形及結果分析

仿真中用到的電機參數(shù)如下：定子電阻為2．875Ω，定子直軸電感和交軸電感都為8．5e一3H，永磁磁極與定子繞組交鏈的磁鏈為0．175Wb，轉動慣量0．8e一3kgm2，極對數(shù)6，給定轉速為ωr=500rpm，在t=0．03s時，負載轉矩由ON?m突變?yōu)?N?m，見圖(5．1)。
由上述仿真結果可知，普通三相永磁同步電機采用基于轉子磁場定向的矢量控制方案，且速度外環(huán)采用PI控制時，速度響應過程中有一定超調見圖(5．2)。當突加負載時，速度立即下降，然后逐漸恢復穩(wěn)定見圖(5．3)：若在速度外環(huán)采用PID控制，即在速度外環(huán)加一個小的微分環(huán)節(jié)D并適當降低比例放大系數(shù)P，可有效降低超調量，并且縮短電機啟動和突加負載時電機到達穩(wěn)態(tài)的時間。交軸實際電流始終跟蹤交軸給定電流見圖(5．5)，且啟動過程中和突加負載時，兩者變化幅度較大，而穩(wěn)定時兩者都基本恒定，穩(wěn)態(tài)時電磁力矩恒定見圖(5．4)，以便平衡外加負載；速度穩(wěn)定時三相定子電流為規(guī)整的正弦電流，且相位依次相差約120°。