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永磁同步电机仿真建模及控制原理

永磁同步电机仿真建模及控制原理 包括永磁同步电机本体模型以及电机控制器控制算法及空间矢量产生算法
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永磁同步电机控制原理 --yyc
1 永磁同步电机原理
1.1 永磁同步电机基本结构
永磁同步电机转子是永磁铁,定子是三相绕组。
假设
1) 定子绕组为 Y 形接法,三相绕组对称分布。
2) 忽略定子绕组的齿槽对气隙磁场分布的影响。
3) 忽略铁心损失
4) 忽略电动机参数(绕组电阻和绕组电感等)的变化。
三相两极永磁同步电机的结构:
a)定子绕组分布图 b)定子绕组示意图
1.2 永磁同步电机动态数学模型
ABC 三项绕组的磁链可以拆分为 2 部分,定子绕组自感互感产生的磁链和转子永磁体产生的
磁链。

定子绕组对称分布
为
三相绕组自感平均值
为
三相绕组自感二次谐波幅值
为转子电角度
电角度
为极对数
为机械角度
定子绕组互感
注意,这里
定义的是负号,跟有的书上不一样。
转子永磁体在三相绕组产生的磁链与电流无关,仅与电角度有关
永磁同步电机模型的表达关键在于磁链数据,现在磁链数据表达为 4 个参数
转矩方程
化简表达式:
Matlab 代码:

1.3 坐标变换
由前面推导发现在 ABC 三相坐标下磁链往往都相互耦合,与三相电流,角度都相关,表达式
很复杂,因此想到坐标变换。
a) 3s 坐标系 b) 2s 坐标系 c) 2r 坐标系
电动机内的气隙磁场是进行电磁能量传递的媒介,定转子之间的能量传递是靠气隙磁场
来进行的,不同类型的绕组进行变换时,需要保持它们的总磁动势不变。

表示
坐标绕组产生的磁动势在
坐标中的表达
表示
坐标绕组产生的磁动势在
坐标中的表达
表示
坐标绕组产生的磁动势在
坐标中的表达
令
为了让推导出来的三相电流与两相电流幅值相等,取
得到:
同理得到:
1.4 dq 坐标系的动态数学方程
执行坐标变换
Matlab 代码
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