同步电机重启时编码器识别错误的Matlab仿真分析

摘要：基于Matlab仿真平台搭建同步电机总结构及级联控制系统结构，应用旋转磁场控制概念，附加比例积分调节器对称优化，采用增益控制和电流、电压限位，最终显示重启时转子漂移造成的各种角度偏差、转向错误，对在实践中合理纠偏以达成理想的平衡驱动控制有着良好的借鉴意义。

关键词：Matlab模拟;坐标系转换;联级控制;编码器;角度误差

0    引言

根据永磁同步电机运行原理，稳定运行时，定子和转子磁势相对静止，产生固定方向的电磁转矩。但同步电机本身无启动转矩，并且转动惯量会导致漂移和电机重启时编码器位置识别错误。

为防止危险，严格禁止同步电机在重启时反转。于是，研究同步电机重启时发生的现象，探讨编码器识别位置和其真实位置的偏差所产生的干扰，并在最短时间内排除这种识别错误，成为一个现实的课题。

1    基于Matlab平台搭建同步电机

1.1    同步电机坐标转换

用Matlab模拟构建同步电机，不可避免地要用到所有和PMSM相关的数学公式、坐标系转换来模拟构建数学模型，PMSM涉及的坐标系转换包括以下3个模块。

（1）电压坐标系转换模块：来自电网的三相正弦励磁交流电a-b-c坐标转换到α-β静态坐标系（α与A相重合，β与α垂直，逆时针旋转90°），静止坐标系电压再转换到同步旋转d-q坐标系。

（2）同步旋转d-q坐标模块：d轴为直轴，代表励磁分量;q轴为交轴，代表力矩分量。d-q坐标建立在转子上，与转子一起旋转。

（3）电流坐标系转换模块：由于转子运动，d-q同步电机模块在定子α-β静态坐标系上产生感应电流，此电流最终转变为电网的a-b-c三相交流电。……