永磁同步电机控制系统设计与仿真毕业设计论文.docx

永磁同步电机控制系统设计与仿真目录

摘要 I

ABSTRACT Ⅱ

1绪论 1

1.1永磁同步电机的发展概况与研究现状 1

1.2永磁同步电机的研究意义 2

1.3论文主要研究内容 3

2永磁同步电机系统 4

2.1永磁同步电机的分类和结构 4

2.2永磁同步电机的工作原理和特点 4

2.3永磁同步电机数学模型 6

3永磁同步电机控制策略 8

3.1恒压频比控制 8

3.2矢量控制 8

3.2.1矢量控制的组成和原理 9

3.2.2矢量控制的控制方式 10

3.2.3矢量控制的坐标变换 11

3.2.4矢量控制的基本方程 16

3.3直接转矩控制 17

3.3.1定子磁链控制 18

3.3.2空间矢量控制 21

3.4直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 21

3.5小结 2

4基于Matlab/Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真 23

4.1电压空间矢量脉宽调制原理 23

4.1.1电压空间矢量 23

4.1.2零矢量的作用 25

4.1.3空间电压矢量控制算法 26

4.2坐标变换模块 27

4.3SVPWM模块 28

4.3.1扇区选择 28

4.3.2计算X、Y、Z和TX、TY定义 28

4.3.3计算矢量切换点Tcml,Tcm2,Tcm3 29

4.4PMSM闭环矢量控制仿真模型 31

4.5仿真结果 31

4.6结束语 32

5结论 33

5.1研究总结 33

5.2未来研究方向和展望 34

致谢 35

参考文献 36

I

永磁同步电机控制系统设计与仿真

摘要

由于永磁同步电机具有体积小、功率密度大、效率和功率因数高等明显特点，从70年代末开始，永磁同步电机就得到广泛重视。随着高性能永磁材料的发展和价格的不断下降，永磁电机的应用越来越广泛。尤其是近年来，随着永磁材料的迅速发展和电力电子和控制技术的进步，永磁同步电机将越来越多地替代传统电机，应用前景非常的乐观，永磁电机及其驱动控制器设计也成了电机领域研究的热点课题，因而对永磁同步电机的研究是非常有意义的。

本文先对永磁同步电机及其相关技术的发展过程、研究现状和趋势进行了一个比较全面的阐述，然后对永磁同步电机的结构、性能进行了简要介绍，最后讲述了几种永磁同步电机控制系统常用的控制策略。

同时本文在分析永磁同步电机数学模型的基础上，借助于Matlab强大的仿真建模能力，在Matlab/Simulink中建立了PMSM控制系统的仿真模型，为PMSM控制系统的分析与设计提供了有效的手段和工具。此文借助这一手段在详细分析了永磁同步电机矢量控制的机理，并提出了一套相应的矢量控制方案后，建立了仿真和试验平台，进行了仿真分析和实验研究。

关键词：永磁同步电机/Matlab/Simulink仿真/矢量控制

IⅡ

PermanentMagnetSynchronousMotorControlSystemDesignAndSimulation

ABSTRACT

Permanentmagnetsynchronousmotorhasasmallsize,powerdensity,higherefficiencyandpowerfactordistinctivefeatures,startingfromthelate1970s,thepermanentmagnetsynchronousmotortogetwideattention.Withthedevelopmentofhigh-performancepermanentmagnetmaterialsanddecliningprices,theapplicationofpermanentmagnetmotorismoreextensive.Especiallyinrecentyears,withtheadvancesintherapiddevelopmentofpermanentmagnetmaterialsandpowerelectronicsandcontroltechnologi