永磁同步電動(dòng)機矢量控制

3 系統仿真
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(chǎng)定向的三相PMSM矢量控制系統仿真框圖如圖4．1所示。圖中PI模塊為速度環(huán)PI控制器，根據電機實(shí)際速度及給定速度來(lái)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(shí)際電流跟隨給定電流變化，具體實(shí)現如圖4．3；模塊dq2abc實(shí)現2r／3s變換，具體實(shí)現如圖4．4，其中函數模塊Fcn、Fcnl和Fcn2一起實(shí)現2r／3s變換；MMD模塊為電機測量模塊，它實(shí)時(shí)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(shí)現如圖2．1。

4 仿真圖形及結果分析

仿真中用到的電機參數如下：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(dòng)慣量0．8e一3kgm2，極對數6，給定轉速為ωr=500rpm，在t=0．03s時(shí)，負載轉矩由ON?m突變?yōu)?N?m，見(jiàn)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(chǎng)定向的矢量控制方案，且速度外環(huán)采用PI控制時(shí)，速度響應過(guò)程中有一定超調見(jiàn)圖(5．2)。當突加負載時(shí)，速度立即下降，然后逐漸恢復穩定見(jiàn)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(gè)小的微分環(huán)節D并適當降低比例放大系數P，可有效降低超調量，并且縮短電機啟動(dòng)和突加負載時(shí)電機到達穩態(tài)的時(shí)間。交軸實(shí)際電流始終跟蹤交軸給定電流見(jiàn)圖(5．5)，且啟動(dòng)過(guò)程中和突加負載時(shí)，兩者變化幅度較大，而穩定時(shí)兩者都基本恒定，穩態(tài)時(shí)電磁力矩恒定見(jiàn)圖(5．4)，以便平衡外加負載；速度穩定時(shí)三相定子電流為規整的正弦電流，且相位依次相差約120°。