5永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统建模与仿真。25

5。1 建模仿真平台简介。25

5。2建立系统仿真模型25

5。3 仿真结果与分析。33

致谢。35

参考文献。36

附录。38

1绪论

1。1引言

永磁同步电机在高控制精度和高可靠性方面有着优越的性能,与此同时,如果我们想在控制系统中获得更高的性能,那么在整个控制过程中加入无速度传感器之后,效果是很显然的,因而此技术已成为国内外科研院所及相关领域学者研究的热点之一。本文基于专家前辈们的一些相关研究发展基础上,也将对此技术进行相应的分析。

1。2课题背景、目的及意义论文网

电机的适用范围相当广, 可以说是与我们的生活已经息息相关了,凡是需要将电能和机械能两者之间进行相互转换的地方都必须用到电机。且按照目前的形式来看在往后较长的一段时间内,我国的电机产量还是处于上升的水平。跟据相关统计局的统计材料,我们可以知道这样一个情况,在过去的十几年期间,我国的交流电动机的总产量总数增加了21651。33万千瓦/年。而其用电量占工业总用电量2/3左右，为全部用电量的50%左右，电机的效率较国外水平还有一定的差距,换句话说,我国电机运行效率的上升空间还是很大的,一旦效率提高,我国整体用电量将节省很多,所以,对于电机的研究是很有必要的。本设计课题的主要目的就是在于探讨并深入学习永磁电机无速度传感器矢量控制系统，这对提高电机的效率有着很深刻的意义。

1。3国内外研究现状及发展趋势

2永磁同步电机的简介

2。1永磁电机的基本定义

永磁电机的转子是永磁体构成的,所以其利用转子来产生电动机的磁场,这意味着它既不需要用到励磁线圈同样也不需要用到励磁电流,这样组成的结构不仅效率高,而且有着相对于其它电机结构较为简单的优点。另外,这也促成了它成为一个很好的节能电机。

2。2 永磁同步电机的原理、基本结构及数学模型

永磁电动机的组成相对来说是比较简单的,大致是由定子及其转子两个部分组成的。而在这两个部分中间,定子同样拥有两个部分,既铁心和绕组。而转子是由永磁体组成的，其功能便是在电机的气隙中能够产生出足量的磁感应。定子绕组彼此相互作用以产生扭矩来驱动电动机本身旋转。

通过查阅相关文献资料,我采用d-q轴数学模型来分析永磁电机,此方法可用来比较直观的剖析出永磁电机的稳态运转功能及其瞬态性能。此外,通过坐标变换的方法来列出永磁电机的定子电压、转矩及磁链方程。

根据永磁体安装形式不同,分为面装式、插入式以及内装式三种比较常见的类型,其中,面装式的转子结构比较简单,生产成本较低,有利于我们进行下一步的研究,如下图2-1所示就是该电机物理模型的示意图。

  图2-1 面装式PMSM物理模型

我们定义三相定子绕组中的一相产生的励磁磁链方向为A轴，则其余两相分别为B轴和C轴，假设PMSM三相定子电流分别为，，，永磁体转子等效电流为，三相定子电流的合矢量为，则  （2-1）其中，均为空间算子，。同理，我们可得到三相定子电压合矢量方程为                              （2-2）

首先进行的是Clarke变换,如下图所示。这种坐标变换有时候也可叫做3s/2s变化。

   图2-2静止ABC坐标系和坐标系

式中为等效α，β轴的绕组电流。根据坐标变换保持矢量不变原则，可得到