永磁同步电动机的控制方法研究.pdf

摘要

永磁同步电机产生于20世纪60年代。普通励磁同步电动机在运行方面的

基本原理与它基本一致。但由于永磁同步电动机用永磁体替换了励磁绕组，这样

使电机变的简单，增强了电机运行的可靠性。同时永磁同步电动机有着脉动转矩

小，调速范围宽，和效率高性能。所以永磁同步电动机的控制越来越重要了。但

对其控制的系统具有高耦合，非线性，变量多特点。怎样搭建比较合适的基本数

学模型是研究永磁电动机第一要考虑的重要问题。然后搭建控制模型随后对其仿

真和一定的理论分析。所以，怎样搭建合适的控制模型成为了研究的重要方向。

本论文主要对永磁同步电动机的结构，原理和特性进行分析，其对各种交流

定子绕组进行基本分析，对永磁同步电动机的调节特性、正反转控制进行分析。

基于永磁同步电动机的工作原理和结构，对永磁同步电动机控制系统中的坐标变

换进一步分析。在永磁同步电动机的定子上建立了静止的三相坐标系，经过坐标

变换成转子上的旋转的两相坐标系。在建立好的模型的上拟定了永磁同步电动机

矢量的控制方式。

本文最后使用Matlab软件建立该电机的矢量控制系统模型，然后对该模型

进行了仿真。我们通过改变负载观察仿真图，验证矢量法的可行性，最后可得矢

量法能有效的控制永磁同步电动机转矩。

关键词：永磁同步电动机；矢量控制方案；仿真

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Abstract

performance。

synchronousmotorvector.

magnetsynchronousmotor.

II

目录

第1章绪论……………………1

第2章永磁同步电动机……………2

2.1永磁同步电动机的组成和工作原理……………………2

2.1.1电动机的定子………………………2

2.1.2电动机的转子………………………3

2.2永磁同步电动机的工作原理……………4

2.3永磁电动机的特性…………4

2.3.1工作特性……………4

2.3.2机械特性………………………5

2.4永磁电动机电枢反应……………………5

2.5永磁同步电动机正反转控制……………8

2.6永磁同步电动机的控制策略……………8

2.6.1变压变频控制……………………9

2.6.2直接转矩控制……………………9

2.6.3矢量控制…………10

第3章永磁同步电动机矢量控制系统的设计…………………11

3.1基于矢量控制永磁同步电动机系统设计………………11

3.1.1矢量控制法的原理……………12

3.1.2矢量控制数学模型………………12

3.2建立永磁同步电动机数学模型…………13

3.2.1坐标变换…………13

3.2.2定子三相静止坐标系下的模型…………………15

3.2.3静止坐标系(a,β坐标系)的模型…………16

3.2.4旋转坐标系(d,q坐标系)下的模型…………16

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