式(3。8)中,左边第一项是产生的漏磁链矢量;第二项是产生的励磁磁链矢量;第三项是转子等效励磁绕组产生的励磁磁链矢量;定子磁链矢量在等式左边。
通常,电枢磁场就是电枢反应磁场与定子电流矢量产生的漏磁场之和;主极磁场,也即转子磁场,就是转子励磁磁场;将电枢磁场与主极磁场之和称为定子磁场。
可将式(3。8)写为:
(3。9)
式中,为电枢磁场矢量,
式(3。9)即为定子磁链矢量方程,与电枢磁场对应。式中转子磁场矢量与、和的关系为:
(3。10)
将式(3。1)写为矢量方程形式:
(3。11)
将式(3。9)代入(3。11)可得:
(3。12)
因此,结合式(3。10),推出定子电压方程组为:
由于,而为恒值,式(3。12)可写为:
(3。14)
式(3。14)为定子电压矢量方程,据此式可画出PMSM的等效电路图:图中,,为感应电动势矢量。
图3。3 PMSM等效电路图
(2)转矩方程
对三相隐极式同步电机,其电磁转矩方程为:
(3。15)
该式也适用于面装式,只不过此时转子磁场不是由励磁绕组产生,而是由永磁体产生[8]。
3。2 永磁同步电机直接转矩控制原理
直接转矩控制系统的基本思想是:检测定子磁链幅值,并与给定的磁链幅值信号比较;检测电机转矩,并与估算的转矩信号比较;然后结合定子磁链矢量当前所的空间位置,将结果输入开关表,选择相应的空间电压矢量使磁链增大或减小。
3。2。1 直接转矩控制基本原理分析
(1)定子电压矢量对转矩和磁链的影响
转矩的基本公式
(3。14)
对于表面式永磁同步电机,Ld=Lq=Ls,转矩还可以表示为:
(3。15)
转子磁链为一恒定值,由式(3。15)知,只要调节定子磁链的幅值和定子磁链与转子磁链之间的夹角大小,就可以控制电机的转矩。在定子坐标系中,永磁同步电机的定子磁链可以表示为:
(3。16)
由上式可知,只要根据磁链所在的位置选择合适的定子电压空间矢量,就可以方便的控制定子磁链的幅值和旋转方向。
在直接转矩控制系统中,可通过控制电机的端电压来控制电机的定子磁链。文献综述
图3。4 逆变器
逆变器开关管的闭合和断开可以控制电机的端电压,这种状态可以理想化为三个无接点开关(SA_SB_SC)。当某一桥臂的上管导通时,正电源接入电机,则Si为1,反之为0(下表i表示A,B,C)。根据三个开关的不同关断模式,可以从逆变器得到8组空间电压矢量,其中U1(100)、U2(110)、U3(010)、U4(011)、U5(001)和U6(101)这六组为运动矢量,U0(000)和U7(111)这两组为零矢量。零矢量表示电机三相同时接到正电源或同时接到负电源,电机的端电压实际为零。 Malab永磁同步电机变频调速系统的仿真设计(6):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_96494.html