最近在建立永磁同步電機的非線性控制模型,就是基於simulink模型庫將電機模型替換成考慮電感飽和和永磁磁鏈變化的非線性模型。在建立電機模型過程中發現,電機所涉及的就是四個基本公式。

Vabc→Vdq;

Vdq→Idq;

Idq→Te;

Te→θ;

以往我們在設計電機時通常在反電勢設計時按經驗取最大電壓的一個比例係數,而採用模擬系統進行模擬後,控制系統採用空間矢量SVPWM控制,根據所模擬的轉速轉矩結果可以指導電機設計的反電勢是否合理,電機能否達到設計指標要求的最高轉速或額定轉速。

本例為Id=0控制方式。

(1) Vabc→Vdq

第一個公式就是將三相交流電壓變換為兩相靜止的dq軸電壓。

simulink實現

(2)Vdq→Idq;

由上式得到的Vdq,可以找到Idq之間的關係,並可以通過simulink中的公式得到Idq。

simulink實現

(3)Idq→Te

由上式中的Idq得到電機的電磁轉矩。

(4)Te→θ

simulink實現

以上四個公式就是將電機的非線性問題進行了線性化,這裡沒有考慮電機在大電流情況下電感將不是定值,磁鏈也將發生變化。

模擬結果如下:

(1)轉矩與轉速曲線

啟動過程的電磁轉矩與轉速,0.2s突加負載

(2) dq軸電流

啟動過程的dq軸電流

(3) 三相電流

電機啟動過程的三相電流

(4) 空載轉速與啟動過程

啟動電磁轉矩與轉速

本例中空載情況下電機能達到的最高轉速為3500rpm。

本例電機參數如下:

R=0.9,Ld=0.0013H,Lq=0.003H,flux=0.11666,PolePairs=4,J=0.007

下一步的工作是將Ldq(Idq)的非線性電感考慮進去後修正模擬模型。

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