基于优化SVPWM算法的永磁同步电机矢量控制系统

何湘龙

（湖南石油化职业技术学院，湖南 岳阳 414000）

0 引 言

永 磁 同 步 电 机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)的一般定义为一种采用高能永磁材料为转子的电机，具有结构简单、调速区间宽、实效好以及误差小的优点，被广泛应用于军事、新能源汽车、工业控制等领域。目前，永磁同步电机正朝着大功率化、智能化以及微型化的方向发展[1]。

近年来，电力电子技术、DSP技术得到了极大的提高和发展，为采用矢量控制PMSM提供了可能。SVPWM作为矢量控制方法之一，是基于矢量坐标变换，通过脉冲信号实现对电机在电流和速度双闭环中的控制[2]。但传统的SVPWM算法需要变换多次坐标，不利于控制系统中的参数调整和测试验证。本文使用一种优化的SVPWM控制算法，减少坐标变换，并使用MATLAB/Simulink进行仿真测试，结果表明系统具有稳定、抗干扰能力强等优点。

1 永磁同步电机的数学模型

当永磁同步电机接通三相对称正弦波电源时，电机内部产生旋转磁场。输入的电源为理想的三相对称正弦电源[3]，则：

由式（1）可知，对称的定子绕组空间上呈互差120°分布且阻抗一致。得到电压空间矢量为：

在电源时序不同的变化过程中，k值可以根据需要取不同的值，以保证功率不变、电压电流波形峰值不变。在本模型中，为了使静止三相坐标轴上的投影和分矢量的合成空间矢量相等，k值取当然这是建立在理想电源基础上的。此时，电压空间矢量表示为：

进一步分析，由式（1）、（2）、（3）可以得到：

对电压积分，利用等式两边相等的原则有：

2 SVPWM控制策略

在应用中，PWM逆变器作为SVPWM控制的主要对象，可实现较为简单的开关量控制，如图1所示。……