基于SVPWM的PMSM矢量控制系统的建模与仿真

王桂荣，李太峰

（中国计量学院 机电工程学院，杭州 310018）

引言

永磁同步电机（PMSM）因其体积小、效率高、转动惯量小等特点，成为高性能运动控制的理想执行单元。随着电力电子技术、微机技术及电机控制理论的不断发展，PMSM数字化的实现已成为近几年控制领域的研究热点[1]。电压空间矢量 PWM（SVPWM）较传统的SPWM调制技术，具有谐波含量少、开关损耗小、直流电压利用率高等优点，在如今交流电机数字化控制中的应用越来越广泛。本研究在对PMSM建模的基础上，重点分析了SVPWM技术在电机调速系统中是如何实现的，采用= 0 矢量控制法构造了PMSM的控制模型并进行了仿真研究。

1 PMSM建模及矢量控制

为了简化对永磁同步电机传动系统的分析，建立切实可行的电机数学模型，通常作如下假设[2,3]：

（1）忽略电机铁心饱和，不计磁路饱和、磁滞和涡流的影响；

（2）电机定子端绕组三相对称，各相绕组轴线相差120o电角度；

（3）转子上没有阻尼绕组，永磁体没有阻尼作用。因同步电机定转子在磁、电结构上的不对称，永磁同步电机在三相静止坐标系下的电压、磁链方程是一组与转子瞬时位置有关的非线性时变方程，这对PMSM进行分析和控制是十分困难的，而在两相旋转 d-q坐标系下的各个变量可直接测量，因此通常利用 d-q坐标系来对永磁同步电机进行分析研究，d-q坐标系下PMSM电压、磁链方程为:

永磁同步电机的转矩方程为：

将式（2）代入式（3），可以得到永磁同步电机电磁转矩与直、交轴电感的关系式，经进一步化简后可以得到：