基于SVPWM的永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)設計

4 仿真分析
在MATLAB／simulink下所建立的該矢量控制系統(tǒng)的仿真模型如圖5所示。該系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制，外環(huán)為速度環(huán)，內(nèi)環(huán)為電流環(huán)。仿真參數(shù)是：PMSM額定電壓為380 V，頻率為50 Hz，極對數(shù)p=2，Rs=2．85，縱軸和橫軸電感Ld=Lq=2．21mH，轉(zhuǎn)子磁通ψf=0．175Wb，三角載波周期T=0．0002s，幅值取T／2。直流側(cè)電壓Ud=310 V，轉(zhuǎn)速給定初始值為500 rad／s。

本實驗的目的是觀察電機各輸出量隨轉(zhuǎn)矩指令值變化的動，靜態(tài)響應。實驗中，在給定參考轉(zhuǎn)速n=500rad／s的情況下，分別按轉(zhuǎn)矩TL=0進行仿真，再按0～0．2s轉(zhuǎn)矩從TL=2 N·m突變到TL=10N·m的動態(tài)仿真。仿真實驗所得到的電流、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波形如圖6所示。

其中圖6(a)是空載運行時的仿真結(jié)果，其穩(wěn)態(tài)電流、轉(zhuǎn)矩為0；圖6(b)是電機以最大轉(zhuǎn)矩啟動時的仿真結(jié)果，由圖可見，定子有短暫的沖擊電流，但穩(wěn)態(tài)電流波形較好，速度跟隨也較快。綜上所述可見，本實驗具有轉(zhuǎn)矩脈動小、電流波形好、系統(tǒng)響應迅速等優(yōu)點。

5 結(jié)束語
本文對永磁同步電機矢量控制的基本原理及SVPWM調(diào)制方式進行了分析，并采用Matlab／simulink建立了該矢量控制系統(tǒng)的仿真模型，而且通過實驗進行了驗證。仿真和實驗結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)具有動、靜態(tài)性能好，輸出電流正弦度高等優(yōu)點，可為分析和設計PMSM控制系統(tǒng)提供有效的手段和工具，也為實際電機控制系統(tǒng)的設計和調(diào)試提供了新的思路。