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杏彩体育网页基于simulink的永磁同步电机数学建模仿真设计

基于simulink的永磁同步电机数学建模仿真设计

  三相永磁同步电机(PMSM)是目前被广泛应用的一种电机,电机本体也是一个强耦合、复杂的非线性系统,matlab电力模块库中已经包含了各种电机本体模型,但是为了能够更好地设计先进的PMSM控制算法,了解电机中各个量的关系,有必要建立一个数学模型。同时,在仿真中,有时候可能会存在有些工况下要求电机具备变参数功能,如果能够自己搭建一个数学模型,这样就可以根据需求更改相关的参数,使用上更加灵活。

  目前,根据永磁体转子上的位置不同,三相 PMSM的转子结构可以分为表贴式和内置式两种结构,对于表贴式转子结构而言,由于其具有结构简单、制造成本低和转动惯量小等优点,在恒功率运行范围不宽的三相PMSM和永磁无刷直流电机中得到广泛应用。表贴式转子结构中的永磁磁极易于实现最优设计,能使电机的气隙磁密波形趋于正弦波分布,进而提高电机的运行性能。内置式转子结构可以充分利用转子磁路不对称所产生的磁阻转矩,提高电机的功率密度,使得电机的动态性能较表贴式转子结构有所改善,制造工艺也较简单,但漏磁系数和制造成本都较表贴式转子结构大。

  根据坐标系的不同,常见的永磁同步电机电机数学模型可分为基于abc三相自然坐标系下的模型,基于α—β静止坐标系模型以及基于d—q旋转坐标系模型。abc坐标不需要坐标变换,但方程相对复杂,变量较多,耦合度较高计算较为复杂,abc坐标系转换到α—β坐标系统后,模型参数仍存在随时间变化的问题,这些参数的变化使得控制系统设计变得复杂,因此,为了便于后期的设计,通常选择同步旋转坐标系d—q坐标系下的数学模型进行电机模型的建模。

  永磁同步电机的数学模型一般可以用如下四个方程进行描述,分别是定子电压方程、定子磁链方程、电磁转矩方程,以及机械运动方程。各方程公式如下:

  参照matlab自带模块库模型,可将模型进行简单封装,得到基于负载转矩(TL)输入的模型和基于电机电角速度(w,rad/s)输入的模型,其中ud,uq为电机接入点三相电压经dq变换后的信号。由于基于电角速度输入的模型省去了机械运动方程部分,相比基于负载转矩的模型简单,运行时更容易稳定。

  仿线)为验证本文所搭建的模型的正确性,搭建电路结构及参数完全相同的简单电路模型,并给定完全相同的负载转矩,进行测试。

  (2)为进一步验证本文所搭建的电机本体模型,搭建电路结构及参数完全相同的基于FOC控制的永磁同步电机调速控制仿真模型,并给定完全相同的负载转矩及转速指令,进行测试。

  通过上述仿真结果可以看出,在相同电路拓扑及输入给定的情况下,搭建的永磁同步电机数学模型仿真结果波形与matlab自带的电机模型仿真结果几乎完全重合,验证了模型的正确性。

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  前言 本章节是对上一章节的补充,上一章节恒压频比开环控制系统采用SPWM控制方式实现,本章节采用SVPWM控制方式实现,也为后续章节的分析奠定一个基础。 一、SVPWM 有关SVPWM控制方式在本章节不展开分析,后续会专门写一章节进行分析。交流电机需要输入三相正弦电流的最终目的就是在电机空间形成圆形磁场,从而产生恒定的电磁转矩。把逆变器和交流电机视为一个整体,以圆形旋转磁场为目标来控制逆变器的工作,这种控制方法称为“磁链跟踪控制”,磁链轨迹的控制是通过交替使用不同的电压空间矢量实现的,所以又称为“电压空间矢量PWM控制”,即SVPWM。 与SPWM控制相比,SVPWM有更高的电压利用率,其输出电压最高可提高15%左右。 二

  仿真分析(二) /

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  中国北京 2016 年 3 月 22 日 MathWorks今日宣布,推出了 Release 2016a (2016a 版本)。此发行版包括 MATLAB 实时编辑器,它能够在单一的交互式环境中编写、运行和修改代码,从而加快探索性分析;还包括 App Designer,它是用于简化 MATLAB App 构建流程的开发环境。R2016a 还包含Simulink 的许多新功能,有助于加快模型开发和仿真速度,此外还提供其他所有产品的更新和修复程序。 MATLAB 实时编辑器提供一种全新方式来创建、编辑和运行 MATLAB 代码。在单一的交互式环境中并行显示结果和图形,以及产生它们的代码,加快探索性编程和分析的速度。现在,科学家和

  产品系列的2016a版本 /

  0    引言     目前,交流伺服系统广泛应用于数控机床,机器人等领域,在这些要求高精度,高动态性能以及小体积的场合,应用交流永磁同步电机(PMSM)的伺服系统具有明显优势。PMSM本身不需要励磁电流,在逆变器供电的情况下,不需要阻尼绕组,效率和功率因数都比较高,而且体积较同容量的异步电机小。近几年来,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。促使交流伺服系统向数字化、智能化、网络化方向发展。本文介绍了一种永磁同步电机的伺服系统设计方法,它采用F240DSP作为控制芯片,同时采用定子磁场定向原理(FOC)进行控制

  在SIMULINK中,示波器常用来作为输出工具,将模型的运行结果展现在人们面前。它把信号按照时间的顺序在二维坐标轴上显示出来.示波器的横坐标表示时间轴,纵坐标表示信号的强度.仿真过程中我们可以按照需要改变坐标轴的设置. 示波器的设置主要包括两个方面: 1、右击显示界面,点选AXES PROPERTIES弹出的设置菜单 该菜单主要用来设置Y轴的数值范围和标题。 2、点击PARAMETERS图表,进入的参数设置菜单 GENERAL下的设置如下: Time range(时间显示范围):单位是秒,它决定了示波器时窗(即X轴)的宽度.信号的频率越高,所要的时窗越短.当设置为auto时,时间轴的显示范围就等于整个仿真段. Sam

  示波器参数设置 /

  永磁同步电机和交流异步电机的区别 永磁同步电机和交流异步电机是两种不同的电机类型,它们之间存在以下几个区别: 工作原理:永磁同步电机采用永磁体产生磁场,与旋转磁场同步运转,因此不需要转子电流,具有高效率和高功率密度等优点。而交流异步电机是通过电动机的定子上的三相绕组产生旋转磁场,而转子中的导体受到旋转磁场的作用,从而旋转运动。 控制方式:永磁同步电机通常采用电子式调速方式进行控制,控制精度高,可靠性好,调速范围广;而交流异步电机通常采用转子电阻调速、定子电压调速或变频器调速等方式进行控制。 功率密度:永磁同步电机具有高功率密度,重量轻,体积小,适用于高性能、小型化应用;而交流异步电机的功率密度较低,通常体积

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