永磁同步电机的工作原理 论文(4篇)
永磁同步电机的工作原理 论文篇一
1．前言
随着微电子和电力电子技术的飞速发展,越来越多的交流伺服系统采用了数字信号处理器(dsp)
和智能功率模块（ipm),从而实现了从模拟控制到数字控制的转变。空间矢量pwm
调制,它具有线性范围宽,高次谐波少,易于数字实现等优点,在新型的驱动器中得到了普遍应用。永磁同步电机(pm
sm)
具有较高的运行效率、较高的转矩密度、转动惯量小、转矩脉动小、可高速运行等特点,在诸如高性能机床进给控制、位置控制、机器人等领域pmsm得到了广泛的应用。近几年来,国内外学者将空间矢量脉宽调制算法应用于永磁同步电机控制中,并取得了一定的成就。同时,永磁同步电机交流变频调速系统发展也很快,已成为调速系统的主要研究和发展对象。数字仿真技术一直是交流调速系统分析计算的有用工具。但随着对pm
sm
控制技术要求的提高,空间矢量pwm
控制系统成为首选方案。本文对其进行ma
tlab
s
imul
in
k下仿真,并给出了仿真结果。
2．永磁同步电动机矢量控制原理
矢量控制的目的是为了改善转矩控制性能，而最终实施仍然是落实到对定子电流（交流量）的控制上。由于在定子侧的各个物理量，包括电压、电流、电动势、磁动势等等，都是交流量，其空间矢量在空间以同步转速旋转，调节、控制和计算都不是很方便。因此，需要借助于坐标变换，使得各个物理量从静止坐标系转换到同步旋转坐标系，然后，站在同步旋转坐标系上进行观察，电动机的各个空间矢量都变成了静止矢量，在同步坐标系上的各个空间矢量就都变成了直流量，可以根据转矩公式的几种形式，找到转矩和被控矢量的各个分量之间的关系，实时的计算出转矩控制所需要的被控矢量的各个分量值，即直流给定量。按照这些给定量进行实时控制，就可以达到直流电动机的控制性能。由于这些直流给定量在物理上是不存在的，是虚构的，因此，还必须再经过坐标的逆变换过程，从旋转坐标系回到静止坐标系，把上述的直流给定量变换成实际的交流给定量，在三相定子坐标系上对交流量进行控制，使其实际值等于给定值。下面进行详细介绍。
2.1坐标变换理论
矢量变换控制中涉及到的坐标变换有静止三相-
静止二相,以及静止二相-
旋转二相的变换及其逆变换。抽象成坐标系间的关系就是从静止as
-b
s
cs
坐标系向静止a-
b坐标系的变换,以及变量从静止a-
b坐标系向同步速旋转d
q
坐标系变换。现对各坐标轴之间的电流转换公式总结如下：
坐标与坐标转换关系
（1）
坐标与坐标的转换关系
（2）
坐标与坐标转换关系
（3）
（4）
上述几式是电流的转换，电压的转换与电流的转换相同。
（1）～（4）是恒功率变换，恒功率变换中三相坐标和两相坐标中计算得到的功率是相等的。实际中还有一种恒幅值变换，即电流电压的幅值在三相坐标和两相坐标中相等，但功率在两相坐标中需要乘以1.5才是实际功率，控制中使用恒幅值变换感觉更方便一些。
（5）
而且实际中由于三相平衡，往往只检测两相电流，所以还有一种基于恒幅值的u-v=
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