PMSM调速系统中电流滞环跟踪与SVPWM控制的对比与实验研究

在电源技术中，脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM)控制策略在永磁同步电机(PMSM, Pulsed Magnet Synchronous Motor)调速系统中发挥着至关重要的作用。本文主要关注两种常见的PWM控制方法：电流滞环跟踪控制和空间矢量PWM控制。 电流滞环跟踪控制是一种直观且易于实现的控制方式，它利用滞环比较器将给定的电流指令i*与实际输出电流i进行比较，通过调整功率器件（如IGBT）的导通和关断来确保电流跟踪。这种方法的优点在于电路结构简单，响应速度快，对负载变化和参数波动有较好的鲁棒性。然而，滞环控制的缺点是开关频率不固定，且存在一定的滞环误差，这可能导致电机运行时的噪声和效率损失。 空间矢量PWM控制(Spatial Vector Pulse Width Modulation, SVPWM)，相比之下，更注重提高控制精度和效率。SVPWM通过精心设计的算法，使得输出的PWM波形更加接近正弦波，从而减小了电机的电磁干扰和噪声，提高了电机的动态性能和效率。然而，SVPWM的实现通常需要复杂的计算和更高级的控制器，对硬件资源要求较高。 作者在Simulink环境中搭建了这两种控制策略的仿真模型，对比分析它们在PMSM调速系统中的实际效果。通过仿真验证，电流滞环跟踪控制在低速或轻载条件下可能表现出更好的性能，而SVPWM在高速或重载、高精度要求的场合更有优势。实验结果显示，结合这两种控制方法可以进一步优化PMSM的矢量控制性能，提高系统的稳定性和响应速度。 选择哪种PWM控制策略取决于具体的应用需求和系统性能指标，包括负载特性、速度范围、噪声敏感度以及硬件资源限制。通过深入理解并合理运用这些控制策略，可以有效提升PMSM调速系统的整体效能。