电测与仪表
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总第 23 卷 第 456 期
5789 年 第 8: 期
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基于!"#$%的永磁同步电机控制策略研究
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赵辉,鲁超,冯金钊
(天津理工大学 自动化学院 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室,天津 ’(()*+)
摘要:以风力发电项目为背景,应用电压空间矢量脉宽调制技术(SVPWM)的控制方法, 分析了永磁同步电动机
矢量控制原理并研究了永磁同步电机的控制策略。详细讨论了建立永磁同步电机SVPWM控制系统仿真模型的
方法,在Matlab7.0/simulink中建立了永磁同步电机SVPWM控制系统的模型,并进行了仿真实验。仿真结果表明本
文论述的永磁同步电机SVPWM控制系统应用的正确性。
关键词:电压空间矢量脉宽调制技术;永磁同步电动机;仿真
中图分类号:TM921.2 文献标识码:A 文章编号:1001- 1390(2009)07- 0013- 04
?@* A*+*(&$@ 1B C1.%&1" D%&(%*EF B1& GHDH I(+*J 1. D;KLH
ZHAO Hui, LU Chao, FENG Jin- zhao
(School of Electrical Eng ineering, Tianjin K ey L aboratory of Control Theory and Applications in Complicated S ystems,
Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China)
MN+%&($%: This paper, which is based on the background of the wind power generation, analyzes the theory of vector
control and studies the permanent magnet synchronous motor control strategy, though the voltage space vector PWM
technology control method. The author analyzes the method of establishing PMSM SVPWM control system simulation and
conducts the simulation experiments that the permanent magnet synchronous motor SVPWM control system model was
established in Matlab7.0/simulink. The simulation results show that the permanent magnet synchronous motor SVPWM
control system which is discussed in this paper is correct.
O*F P1&J+: voltage space vector PWM, PMSM, simulation
8 引 言
随着科学技术的发展,世界性能源危机的日趋严
重以及环境保护意识的不断加强,开发新的可再生能
源迫在眉睫。风能是一种用之不竭又清洁的可再生能
源,在众多开发的可再生能源中具有很大的潜力。世
界上的很多国家,已经充分认识到风电在调整能源结
构、缓解环境污染等方面的重要性,对风电的开发给
予了高度重视。
风力发电机由最初的定桨距型发展到变桨距型,
从转速固定的变桨距型发展到目前技术最为先进的
变速变桨距型, 发电效率显著提高。由于采用变速恒
频技术提高了风力发电机组在低风速情况下的出力
水平以及交流调速技术的日趋成熟, 直驱式风电系统
通过将风力机与发电机转子直接耦合,使得机组性能
得到改善。直驱式永磁风力发电系统不需要电励磁装
置,取消了齿轮箱传动轴,机组水平方向长度大大缩
短,增加了机组的稳定性,从而提高了发电效率,具有
重量轻、可靠性高等优点。
Q 矢量控制的原理
矢量控制也叫磁场定向控制,其基本思路是模拟
直流电机进行控制,根据磁动势和功率不变的原则通
过正交变换, 将三相静止坐标变换成二相静止坐标
(即!"#$%&变换), 然后通过旋转变换将两相静止坐标
变成两相旋转坐标(即’($&变换)。在’($&变换下将定
子电流矢量分解成按转子磁场定向的两个直流分)
*
、
)
+
,(其中)
*
叫励磁电流分量, )
+
为转矩电流分量), 并对
其分别加以控制。控制)
*
就相当于控制磁通,而控制)
+
就相当于控制转矩。通过解耦,控制交流电动机和控
制直流电动机一样方便,这就是矢量控制,可以用图1
来表示其基本原理。由图1可知,系统包含转速外环和
电流内环,利用增量式编码器测量电动机的机械转角
* 国家863计划重点项目(2007AA041401);
天津市高等学校科技发展基金项目(2006ZD32);
天津市自然科学基金重点项目(08JCZDJC8600)
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