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矢量控制的无刷交流电动机调速系统仿真
2000 年6 月 南昌航空工业学院学报 June.2000 第 14 卷第2 期 Journal of Nanchang Institute of Aeronautical Technology Vol.14 №2 矢量控制的无刷交流电动机调速系统仿 1 2 1 1 1 刘桂英 袁运科 伍家驹 何跃军 杨声云 (1.南昌航空工业学院 测控系, 江西 南昌330034, 2.江西省水利规划设计院, 江西南昌330029) 摘 要 本文介绍交流无刷电动机调速系统的仿 方法, 包括仿 数学模型的建立, 速度调节系统控制 策略的确定及仿 SIMU INK 实现等。本文也给出了一个基于仿 结果设计的实际调速系统。 关键词 系统仿 无刷交流电动机 调速 矢量控制 中图分类号 TM34 算机仿 却可以形象直观地在二、三维坐标图上将 前言 变化趋势显示出来,从而优化设计,加快研制进度。 随着电力电子技术的发展,无刷交流电动机的 本文利用 MAT AB 软件中的SIMU INK 工 应用日益广泛, 但是由于在交流控制系统中存在着 具箱对矢量控制的无刷交流电动机(B ACM )调速 较大的静态不确定度, 所以为了适应高精度的调速 系统进行计算机仿 设计, 获得了较好的效果。 系统,通常采用矢量控制的策略,模拟直流并励电动 1 系统的构成 机来进行电流、速度双闭环调节。这样便涉及到三 相与二相d-q 坐标之间的变换, 涉及到电力电子变 无刷交流电动机调速系统由永磁同步电动机、 换器死区时间和采样时间的选配等环节, 计算量很 电压型PWM 变频器、转子传感器和调节器等构成。 大,况且有些参数又往往无法直接得到,其离散的计 调速系统采用电流、速度双闭环控制系统,如图1 所 算结果也难以把握系统某些特性的变化趋势。而计 示。 图1 系统原理框图 交流信号。 2 永磁同步电动机的数学模型 2.1 坐标变换 以电压量为例, 三相与两相d-q 坐标之间的变 为了实现矢量控制, 必须将三相坐标系统变为 换如(1)和(2)式所示。θ为转子磁极d 轴与定子a re 两相d-q坐标系统, 当然, 为了向三相永磁同步电动 相轴之间的电角度(rad),ud 、uq 为d 轴和q 轴电压 机供电,还必须将 d-q 轴输出直流信号转变为三相 (V )。 2 2 ua cos θ cos θ- π cos θ+ π re re r e ud 3 3 = ub
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