永磁同步电机
基于Matlab/Simulink的永磁同步电机控制仿真 学号：031040635 姓名：陈代才
摘要：在目前交流伺服系统中，矢量控制原理以及空间电压矢量脉宽调制（SVPWM ）技术使得交流电机能够获得和直流电机相当的性能。永磁同步电机（PMSM ）是一个复杂耦合的非线性系统。在Matlab/Simulink环境下，通过对PMSM 本体、d/q坐标系向a/b/c坐标系转换等模块的建立与组合，构建了永磁同步电机控制系统仿真模型。仿真结果表明:永磁同步电机矢量控制系统具有较好的动态响应特性和速度控制特性, 为永磁同步电机控制系统的分析、设计和调试提供了理论基础。
电压空间矢量脉宽调制原理
电压空间矢量
电机输入三相正弦电压的最终目的是在空间产生圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。直接针对这个目标，把逆变器和异步电机视为一体，按照跟踪圆形旋转磁场来控制PWM 电压，这样的控制方法称为“磁链跟踪控制”，磁链的轨迹是靠电压空间矢量相加得到的，所以又称“电压空间矢量PWM 控制”。
三相合成的空间电压矢量U 可写为
我们可以看到三相电压空间矢量的合成空间矢量是一个旋转空间矢量，它的幅值是每相电压值的1.5倍，其旋转的角速度等于正弦电压量的角频率。
逆变器共有8种工作状态，即001、010、011、100、101、110、111、000。将其中6个非零的开关状态相电压值代入式（1.2），可得到6个空间电压矢量
坐标变换模块
三相永磁同步电机矢量控制的基本思想是把交流电机当成直流电机来控制，即模拟直流电机的控制特点进行永磁同步电机的控制。为简化感应电机模型，可将电机三相绕组电流产生的磁动势按平面矢量的叠加原理进行合成和分解，使得能够用两相正交绕组来等效实际电动机的三相绕组。由于两相绕组的正交性，变量之间的耦合大大减小。
矢量控制中用到的变换有：将三相平面坐标系向两相平面直角坐标系的转换（Clarke 变换）和将两相静止直角坐标系向两相旋转直角坐标系的变换（Park 变换）
SVPWM 模块
SVPWM 主要是使电机获得幅值恒定的圆形磁场，当电机通
以三相对称的正弦电压时，交流电机内产生圆形磁链并以此磁链为基准，通过逆变器功率器件的不同开关模式产生有效矢量来逼近基准圆，并产生三相互差120°电角度的接近正弦波的电流来驱动电机。
仿真模型
仿真结果
为了验证所建模型仿真模型的正确性和有效性，对模型进行了仿真实验。给定转速600rad/s，
三相电流波形
电磁转矩波形
电机转速波形
转速和转矩
李正明. 空间矢量PWM 的SIMULINK 仿真.
熊 健. 空间矢量脉宽调制的调制波分析. 电气自动化， 范影乐 杨胜天 MATLAB 仿真应用详解. 人民邮电出版社 李光友 控制电机 机械工业出版社