永磁同步电动机矢量控制

3 系统仿真
图4．1三相永磁同步电机矢量控制仿真框图基于转子磁场定向的三相PMSM矢量控制系统仿真框图如图4．1所示。图中PI模块为速度环PI控制器，根据电机实际速度及给定速度来确定电流转矩分量；PWM模块采用电流滞环控制(如图4．2)，使电机实际电流跟随给定电流变化，具体实现如图4．3；模块dq2abc实现2r／3s变换，具体实现如图4．4，其中函数模块Fcn、Fcnl和Fcn2一起实现2r／3s变换；MMD模块为电机测量模块，它实时测量电机的速度、电流、转子位置等信号：PMSM模块为MATLAB提供了永磁同步电机模型，它的具体实现如图2．1。

4 仿真图形及结果分析

仿真中用到的电机参数如下：定子电阻为2．875Ω，定子直轴电感和交轴电感都为8．5e一3H，永磁磁极与定子绕组交链的磁链为0．175Wb，转动惯量0．8e一3kgm2，极对数6，给定转速为ωr=500rpm，在t=0．03s时，负载转矩由ON・m突变为6N・m，见图(5．1)。
由上述仿真结果可知，普通三相永磁同步电机采用基于转子磁场定向的矢量控制方案，且速度外环采用PI控制时，速度响应过程中有一定超调见图(5．2)。当突加负载时，速度立即下降，然后逐渐恢复稳定见图(5．3)：若在速度外环采用PID控制，即在速度外环加一个小的微分环节D并适当降低比例放大系数P，可有效降低超调量，并且缩短电机启动和突加负载时电机到达稳态的时间。交轴实际电流始终跟踪交轴给定电流见图(5．5)，且启动过程中和突加负载时，两者变化幅度较大，而稳定时两者都基本恒定，稳态时电磁力矩恒定见图(5．4)，以便平衡外加负载；速度稳定时三相定子电流为规整的正弦电流，且相位依次相差约120°。