svpwm永磁同步电机的设计

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致谢
感谢我的导师的亲切关怀和悉心指 导! 感谢在座的各位答辩老师,你们辛 苦了! 向电气的全体老师表示由衷的谢意! 感谢他们四年来的辛勤栽培,他们的谆 谆教诲使我终身受益!
永磁同步电机 整个系统的仿真框图
第五章 仿真结果
第一种仿真条件
转速n=1000r/min,转 矩T的时间为0.1s.运 行时间为0.1s。仿真 结果如下: 转速n的图形
转矩T的图形
三相电流图形
第二种情况下Leabharlann Baidu仿真
转速n不变,转矩为0.1 Nm,运行时间为0.2s, 阶跃时间起在2-4s之间。 仿真结果如下: 转速n的图形
第二章 永磁同步电机
永磁同步电机的特点:
永磁同步电机(Permanent-Magnet Synchronous Machines, PMSM)具有体积 小、重量轻;功率密度高、效率和功率 因素高(功率因素等于1或接近于1)等明 显的特点。
第三章 电压空间矢量 脉宽调制的研究
SVPWM的基本原理:
三相电流的图形
总结
本文深入研究永磁同步电动机的矢 量控制理论,采用SVPWM控制技术,在此 基础上建立了PMSM数学模型,构建了采 用速度和电流双闭环的矢量控制策略。 利用MATLAB/Simulink仿真软件对系统进 行了仿真,仿真结果可以看出空间矢量 控制系统具有稳定性。
论文感言
这篇论文的写作以及系统开发的过程, 也是我越来越认识到自己知识与经验缺 乏的过程。 虽然,我尽可能地收集材料,竭尽所能 运用自己所学的知识进行论文写作,但 论文还是存在许多不足之处, 有待改进。 请各位评委老师多批评指正,让我在今 后的学习中学到更多。
六个扇区的波形图
第四章 SVPWM控制技术仿真模型
根据SVPWM算法,SVPWM模块的建立 主要分为五个环节来建立: 判断扇区 变量X、Y、Z计算模块 确定基本电压矢量作用时间模型的实现 矢量切换点模型的实现 最后转换成六个脉冲的SVPWM的输出模块 的实现
永磁同步电机矢量控制系统结构框图
SVPWM各个仿真模块模型
三相电流的图形
转矩T的图形
第三种情况下的仿真
改变了转速,让转速 在500-1000 r/min之 间产生阶跃,转矩不 变,还是0.1 Nm,这 次的运行时间为0.1s。 仿真结果如下: 转速n的图形
转矩T的图形
三相电流的图形
第四种情况下的仿真
转速如同第三种情况不 变,转矩阶跃时间为 0.2s,运行时间为0.4s, 阶跃时间起在2-4s之间。 仿真结果如下: 转速n的图形 转矩T的图形
V0 000
V7 111
4
VT
T1 V1 T5
2
T5
V2
V1 100
Re
6
V6 101
5
V5 001
六个扇区的PWM波形
为了使电压波形对称,把每种状态的作 用时间都一分为二,而且不同开关状态的顺 序必须遵守的原则是:每次切换开关状态时, 只切换一个功率开关器件,以满足最小开关 损耗。 在不同扇区内的切换点可根据下表赋值
仿真模型如下图
电压空间矢量切换点的计算
Ta (T0 t1 t 2 ) / 4 Tb Ta t1 / 2 T T t / 2 b 2 c
仿真模型如下图
SVPWM的输出模块
输出为六个脉冲
SVPWM的仿真模型
在设计了基于SVPWM策略的永磁 同步电机控制系统框图的基础上,用 MATLAB/SIMULINK所提供的丰富模块 功能搭建了整个系统的仿真框图
基于空间矢量PWM的永磁同步电机 控制系统设计
论文研究的主要内容
绪论 永磁同步电机 电压空间矢量脉宽调制的研究 SVPWM控制技术仿真模型 仿真结果
第一章 绪论
研究意义:
永磁同步电动机的常用的调试方法 有两种:直接转矩控制和空间矢量控制。 本文研究的是空间矢量控制。空间矢量 SVPWM的永磁同步电机的控制系统越来越 受人们的关注,成为人们研究热点而且 前景会越来越明显。
电流经整流后变为直流再经过逆变电路 输出PWM波进行控制,三相逆变电路如图所示。
电压空间矢量SVPWM原理
根据空间矢量的定义,可以得到8个夹角 互为60°的基本矢量,V0和V7为零矢量, 其他6个矢量为工作矢量。8个基本矢量 的分布如图所示。
V3 010
Ia
2 1
3
V2 110
V4 011
电压空间矢量扇区的判断
b0 u Qref b sin 60 u sin 30 u Qref 1 Dref b sin 60 u sin 30 u Qref Dref 2
sign( x)是符号函数,如果
x>0 ,=1;如果x<0, =0。
P 4sign(b2 ) 2sign(b1 ) sign(b0 )
变量X、Y、Z计算模块
X 3U Ts / U dc Y ( 3U 3U ) Ts / 2U dc Z ( 3U 3U ) Ts / 2U dc
根据上式建立模型
基于电压空间矢量作用时间的确定
X Y ( Z ( 3u Qref T0 Ud T 3 3 u Qref u Dref ) 0 2 2 Ud T 3 3 u Qref u Dref ) 0 2 2 Ud
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