Simulink基于SVPWM永磁同步电机的控制系统仿真+原理图+电路图 第2页
ABSTRACT
In recent years, with high coercivity and high remanence of the emergence of high-performance permanent magnet made of permanent magnet synchronous motor than the induction motor has a smaller size, higher efficiency, wider range and higher speed speed position control accuracy, in many demanding industrial applications is steadily being replaced by induction motors, but because in areas of permanent magnet synchronous motor control have become increasingly demanding, it is necessary to consider the low cost, control algorithm is reasonable, but also balance control performance Well, the short development cycle, how to establish an effective simulation model more and more attention.
Based on voltage space vector pulse width modulation (SVPWM) for three flux vector synthesis method, a method established by the three vector synthesis flux permanent magnet synchronous motor control system simulation model SVPWM method, Matlab / simulink to establish a permanent magnet synchronous Motor SVPWM control system model, and highlights the SVPWM control module. Simulation results show that the three-vector synthesis flux permanent magnet synchronous motor in SVPWM control system is effective, its design provides a new way of thinking. Meanwhile, the use of voltage space vector modulation allows inverter voltage space vector of continuous output, effectively reducing the current harmonics and suppress the torque ripple, while improving the utilization of DC bus voltage to broaden the system the speed range.
The design of PMSM (permanent magnet synchronous motor) model based on the use of modular thinking, using Matlab / Simulink simulation of the powerful modeling capabilities, the entire control system of PMSM is divided into several functional modules: PMSM ontology module , inverter module, coordinate transformation module and SVPWM generation module. And the organic integration of these modules, you can build a simulation model of PMSM control system. Through the example of motor simulation, analysis of a variety of simulated waveforms for the PMSM control system analysis and design provided an effective means of
Key words: SVPWM; PMSM; Simulation; Module摘要
近年来，随着高矫顽力、高剩磁的高性能永磁体的出现, 使得永磁同步电机比感应电机具有更小的体积、更高的效率、更宽的调速范围和更高的速度位置控制精度,在很多要求较高的工业应用中正逐步取代感应电机但由于各个领域对永磁同步电机的控制要求越来越高, 既要考虑成本低廉、控制算法合理, 又要兼顾控制性能好、开发周期短,因此如何建立有效的仿真模型越来越受到人们的关注。
基于电压空间矢量脉宽调制技术( SVPWM) 的三矢量合成磁通法, 提出了采用三矢量合成磁通法建立永磁同步电机SVPWM控制系统仿真模型的法,Matlab / simulink中建立了永磁同步电机SVPWM控制系统的模型, 并着重介绍了SVPWM控制模块。仿真结果表明三矢量合成磁通法在永磁同步电机SVPWM控制系统中的应用是有效的, 为其设计提供了新的思路。同时，利用电压空间矢量调制能够使逆变器实现电压空间矢量的连续输出，有效地减小了电流谐波成分，抑制了转矩脉动，同时也提高了直流母线电压的利用率，拓宽了系统的调速范围。
本设计在分析PMSM（永磁同步电机）数学模型的基础上，运用模块化的思想，借助Matlab /Simulink 强大的仿真建模能力，将整个PMSM 控制系统分成几个独立的功能模块：PMSM 本体模块、逆变模块、坐标变换模块和SVPWM 生成模块等。并对这些模块进行有机整合，即可搭建出PMSM 控制系统的仿真模型。通过对实例电机的仿真优-文^论,文.网
http://www.youerw.com ，分析了各种仿真波形，为PMSM 控制系统的分析与设计提供了有效的手段
关键字：空间矢量脉冲宽度调制；永磁同步电机；仿真；模块
第 2 章 永磁同步电动机的结构及数学模型
永磁同步电动机具有动态响应快、运行平稳、过载能力强等优点，非常适合在负载转矩变化较大的情况下使用，而且它的效率和功率因数都比较高，在轻载运行时节能效果明显，长期使用可以大幅度节省电能。另外，永磁同步电动机不需要外加电励磁，而且体积较之同容量的异步电机小、重量轻、结构多样化，因此应用范围比较广阔。正是由于永磁同步电动机突出的特点，非常适合在交流伺服系统中的应用，目前已经得到人们越来越多的关注。
以下，首先介绍了永磁同步电动机的本体结构，进而深入分析永磁同步电动机的数学模型，从而为系统仿真与实验平台的建立奠定理论基础。
2.1永磁同步电动机的结构
永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成。定子与普通感应电动机基本相同，采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗。转子铁心可以做成实心的，也可以用铁片叠压而成。电枢绕组常采用分布短距绕组。在一些正弦波电流控制永磁同步电动机中，为了减小绕组产生的磁动势空间谐波，使之更接近正弦分布以提高电动机性能，采用了一些非常规绕组，如采用正弦绕组，可大大减小电动机转矩纹波，提高电动机运行平稳性[17]。
转子磁路结构不同，则电动机的运行性能、控制系统、制造工艺和适用场合也不同。按照永磁体在转子上位置的不同，永磁同步电动机的转子磁路结构一般分为两种：表面式和内置式。
1.表面式：这种结构中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，永磁体提供磁通的方向为径向，且永磁体外表面与定子铁心内圆之间一般仅套以起保护作用的非磁性圆筒，或在永磁磁极表面包以无纬玻璃丝带作保护层。图2-1即为这种结构的典型代表。
表面式转子磁路结构又分为凸出式（如图2-1a）和插入式（如图2-1b）两种，对采用稀土永磁的电机来说，由于永磁材料的相对回复磁导率接近1，所以表面凸出式转子在电磁性能上属于隐极转子结构；而表面插入式转子的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料，故在电磁性能上属于凸极转子结构。
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