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  • 永磁同步电机矢量控制理论,matlab仿真模型,以及PI参数整定word文档,伺服驱动硬件设计说明 基于stm32f407的硬件设计,转速环电流环参数计算

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  • 因为职业发展规划和兴趣爱好,...1、永磁同步电机的数学模型 (参考于解小刚、陈进采用Id=0永磁同步电机矢量控制文章) 永磁同步电机是一个非线性系统,具有多变量、强耦合的特点。我们对其分析的时候有以下假设: ...

    因为职业发展规划和兴趣爱好,接下来一段时间学习搭建永磁同步电机的矢量控制系统仿真。本文记录矢量控制系统学习过程。因为是初学,我的理解可能不够,其中每个内容的出处都会在文章内标注出来,如果不能理解清楚可以参考原文原著。

    1、永磁同步电机的数学模型 (参考于解小刚、陈进采用Id=0永磁同步电机矢量控制文章)

    永磁同步电机是一个非线性系统,具有多变量、强耦合的特点。我们对其分析的时候有以下假设:

    • 忽略铁芯饱和,不计涡流和磁滞损耗
    • 永磁体产生的磁场和三相绕组产生的感应磁场呈正弦分布
    • 定子绕组电流在气隙中只产生正弦分布的磁势,无高次谐波

    在此理想条件下:

    1.1 永磁同步电机在三相静止坐标系下定子电压方程:(下图有误,定子磁链要求个导)

    在这里插入图片描述
    式中Rs为电枢电阻,ψa ψb ψc分别为abc三相总磁链,ia ib ic 分别为其 abc三相的相电流。

    1.2 三相静止坐标系下磁链方程

    在这里插入图片描述
    其中Laa、Lbb、Lcc为各相绕组自感,且Laa=Lbb=Lcc。式中Mab等为绕组之间互感且均相等。ψf是永磁体磁链,θ为转子N极和a相轴线之间的夹角。

    经过CLARK和PARK左边变换后,得到其在dq坐标系下的数学模型:

    1.3 dq坐标系下电压方程
    在这里插入图片描述
    1.4 dq坐标系下磁链方程
    在这里插入图片描述
    1.5 电磁转矩方程
    在这里插入图片描述
    式中np为极对数。

    从上1.5中转矩方程可以看出,电磁转矩由两个部分组成,第一项是永磁体和定子绕组磁链之间相互作用产生,第二项则是由磁阻变化而产生的。这里我们需要区分一下凸极和隐极电机的区别,隐极电机由于Lq=Ld,所以磁阻变化转矩是凸极电机特有的,我们在搭建仿真的时候也需要注意这的电机类型。

    1.6、机械运动方程
    在这里插入图片描述
    等式中wr 、Tl、J、RΩ分别为电机机械角速度、电机负载助力矩、电机转动惯量、电机阻尼系数。

    小结:
    在同步旋转坐标系下电机数学模型,比起前一种模型要简单的多,它利用坐标变换,将电机的变系数微分方程变成常微分方程,消除了时变系数,使得电机的数学模型实现了完全的解耦,从而简化系统运动和分析,方便系统控制。永磁同步电机的数学模型解释了其内部构成,有助于我们设计控制策略,我们进行坐标变换和PI参数整定时都需要对其数学模型进行分析,很重要,很重要,很重要,说三遍!!!

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空空如也

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永磁同步电机矢量控制