永磁同步电机矢量控制系统.pdf
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2023-08-31
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永磁同步电机矢量控制系统
由于永磁同步电机不具有直流永磁电机中电枢电流产生的磁动势永远与永
磁体磁场正交的特性，对旋转的空间矢量进行控制十分不方便。因此为了更好
的实现 PMSM 的动态性能，矢量控制的根本原理是采用坐标变换的方法将同步
电机等效成直流电机进行控制，将旋转矢量等效成静止的分量。把交流电机定
子电流矢量进行分解，转换成两个按照转子磁场定向的直流分量 i
d
和 i
q
，最终
通过对这两个直流分量的控制实现对 PMSM 转矩及转速控制。
图 1 PMSM 矢量控制系统框图
图 1 是一种典型综合性的电机矢量控制系统，该系统主要由如下几个部分
组成：测量转子磁场位置的旋转变压器；转速环；坐标变换算法；逆变器；
SVPWM 系统及解耦控制系统等。进行矢量控制的原理是，由转速环将旋变传感
器检测到的电机转速与给定的ω进行比较，将结果作为电流环的输入值。电流
传感器采集到的定子电流 i
A
、i
B
、i
C
通过 Clark 变换转换到两相静止坐标系下得
到 i
α
和 i
β
，再通过 Park 变换到两相旋转坐标系下，得到 i
d
和 i
q
。将其与电流环
给定值进行比较，比较后的值作为 PI 调节器的输入值，PI 输出为电压 u
d
和 u
q
，
将其进行 Park 逆变换得到静止坐标系下电压和
uu
，对其进行 SVPWM 变换得
到 PMW 信号驱动 IGBT，利用 PWM 的空间矢量特性，使电压源逆变器进行特
殊关断顺序，由此达到对电机进行控制的目的。
i
α
u
q
i
β
PMSM
PI
PI
PI
park
-1
变换
svpw
m
逆
变
器
park
变换
clark
变换
ω
*
ω
速度传感器
i
q
*
i
d
i
q
i
d
*
u
d
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