两种基于Matlab对永磁同步电动机矢量控制系统的仿真方法

刘明丹,刘　念

D　设计分析esginandanal(1.四川农业大学,四川雅安625014;2.四川大学,四川成都610065)

微特电机　　2005年第7期　　

TwoKindsofSimulationMethodsfortheVectorControlSystemofPermanent

MagnetSynchronousMotorBasedonMatlab

LIUMing-dan,LIUNian

(1.SichuanAgriculturalUniversity,Ya′an625014,China;2.SichuanUniversity,China)

　　摘　要:重点分析了应用Matlab/Simulink对永磁同步种是用电机状态方程系数阵[A,B,D]及-模;方式实现。。

关键词;矢量控制;S-函数中图分类号:TM341　　文献标识码:A文章编号:1004-7018(2005)07-0026-03

Abstract:Twokindsofresearchanddevelopmentworkonthevectorcontrolofpermanentmagnetsynchronousmotorwiththeaimofsimulationareanalyzed.Thefirstisusingthemotor’sconstant[A,B,C,D]ofstateformula,andstate-spacemodulewiththeaimofcalculation.ThesecondisrealizedbyusingS-function.Andthemainmethodthroughthemodelingisgivenseparately.

Keywords:Matlabsimulation;permanentmagnetsynchro2nousmotor;vectorcontrol;S-function

1S-函数搭建永磁同步电动机仿真模块1.1永磁同步电动机公式建立

分析永磁同步电动机的最常用方法是d-q轴数学模型,它不仅可以用于分析电机的稳态运行性能,也可用于分析电机的瞬态性能。基于转子的同步旋转坐标系来考察瞬间的电流、电压和磁链矢量,如图1所示,直轴即d轴与转子磁链相量Ψf同向,而交轴即q轴与产生的反电动势E0相量同向。反电动势的幅值可以表示如下:

ωfΨfE0=p其中:p为电机极对数

两种基于Matlab对永磁同步电动机矢量控制系统的仿真方法

。

随着计算机软硬件技术的迅猛发展,市场上出

现了多种计算机仿真软件。近年来,在电气控制领域的仿真研究方面比较流行使用Matlab软件。它在Windows平台上工作,具有极强的科学计算能力和图形处理能力,并配有多种实用工具箱,既可以用语句编程的方法实现控制系统的仿真,又可以利用图形化的模块搭建控制系统模块,实现与语言编程一样的控制思想。也就是说,在应用Matlab/Simu2link建立电机仿真模型时,主要有两种方法。一种

图1　永磁同步电动机空间矢量图

是用电机状态方程系数阵[A,B,C,D]和State-Space模块并辅以一些运算模块搭建电机模块,这

与完全以Matlab/Simulink的运算模块搭建相似;还有一种是以S-函数方式实现。S-函数可以用Matlab或C语言编写,表示各种动态系统。它使用

一种特殊的调用句法来使用Simulink的方程求解程序。其形式通用,可以构造连续的、离散的和混合型

收稿日期:2005-01-04

这种简化的数学模型基于以下假设:

(1)忽略电机铁心的饱和;

(2)不计电机中的涡流和磁滞损耗;

(3)电机的电流为对称的三相正弦波电流。永磁同步电动机(无起动绕组)的电压、磁链、电磁转矩和机械运动方程如下:

电压方程:

Ψdd

Ψq+R1idud-ωdtΨqd