永磁同步電機(jī)恒壓頻比開環(huán)控制系統(tǒng)Matlab/Simulink仿真分析(二)

前言

本章節(jié)是對(duì)上一章節(jié)的補(bǔ)充，上一章節(jié)恒壓頻比開環(huán)控制系統(tǒng)采用SPWM控制方式實(shí)現(xiàn)，本章節(jié)采用SVPWM控制方式實(shí)現(xiàn)，也為后續(xù)章節(jié)的分析奠定一個(gè)基礎(chǔ)。

一、SVPWM

有關(guān)SVPWM控制方式在本章節(jié)不展開分析，后續(xù)會(huì)專門寫一章節(jié)進(jìn)行分析。交流電機(jī)需要輸入三相正弦電流的最終目的就是在電機(jī)空間形成圓形磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩。把逆變器和交流電機(jī)視為一個(gè)整體，以圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為目標(biāo)來控制逆變器的工作，這種控制方法稱為“磁鏈跟蹤控制”，磁鏈軌跡的控制是通過交替使用不同的電壓空間矢量實(shí)現(xiàn)的，所以又稱為“電壓空間矢量PWM控制”，即SVPWM。

與SPWM控制相比，SVPWM有更高的電壓利用率，其輸出電壓最高可提高15%左右。

二、永磁同步電機(jī)恒壓頻比開環(huán)控制系統(tǒng)Matlab/Simulink仿真分析

永磁同步電機(jī)恒壓頻比開環(huán)控制系統(tǒng)Matlab/Simulink仿真框圖如下：

2.1.仿真電路分析

2.1.1.恒壓頻比控制算法

與上一章節(jié)的不同點(diǎn)就是，生成的αβ坐標(biāo)系下的電壓沒有經(jīng)過反Clark變換生成輸入到電機(jī)的三相電壓實(shí)現(xiàn)SPWM控制，而是生成馬鞍波實(shí)現(xiàn)SVPWM控制。

目標(biāo)轉(zhuǎn)速1200r/min時(shí)的SVPWM波形如下所示：

上一章節(jié)兩相坐標(biāo)系經(jīng)反Clark變換生成的是標(biāo)準(zhǔn)的正弦波如下所示：

2.1.2.輸出處理

與上一章節(jié)一致，此處作了一個(gè)歸一化處理，使SVPWM輸出的波形在[0 1]區(qū)間內(nèi)。

2.1.3.主電路

主電路為三相逆變電路與永磁同步電機(jī)，設(shè)置同上一章節(jié)。

2.2.仿真結(jié)果分析

2.2.1.設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速為1200r/min

目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的波形曲線：

穩(wěn)態(tài)時(shí)，目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的誤差：

穩(wěn)態(tài)時(shí)，電機(jī)定子電流：

電機(jī)轉(zhuǎn)子位置：

dq坐標(biāo)系下的定子電流值：

電磁轉(zhuǎn)矩：

2.2.1.設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速為變化值

目標(biāo)轉(zhuǎn)速：

目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速：

三、永磁同步電機(jī)恒壓頻比開環(huán)控制系統(tǒng)代碼生成及工程實(shí)現(xiàn)

功能需求、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)以及代碼生成同上一章節(jié)。

3.1.仿真驗(yàn)證

3.1.仿真驗(yàn)證

編譯下載到開發(fā)板觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

總結(jié)

作為上一章節(jié)的補(bǔ)充，本章節(jié)采用SVPWM的控制方式實(shí)現(xiàn)了永磁同步電機(jī)恒壓頻比開環(huán)控制的Matlab/Simulink仿真及工程實(shí)現(xiàn)，為后續(xù)章節(jié)的分析奠定基礎(chǔ)。