永磁同步电机矢量控制（四）——simulink仿真搭建

1、 电机模型的选择及参数设置

前面章节已经就电机模型的选择和参数配置进行了说明。下面直接给出仿真使用的电机参数配置图。

电机使用的是3相，反电动势为正弦，凸极式的永磁同步电机，机械输入类型为负载转矩。

电机的相电阻 为0.415 ，直轴和交轴电感分别为 0.0045、0.0054 、永磁体磁链为 0.8767、转动惯量、阻尼系数、极对数、静摩擦力分别设置为1、0.0025、4、0，其他的初始化条件都设置0。

注意这里的 Roto flux position when theta = 0 一定要选择Aligned with phase A axis 跟随A相，因为当theta=0 时磁通不跟随A相，会出现非常严重的相位错位，导致PI调节器失效。

2、 变换环节的设置

clark、park变换和SVPWM的生成参考前面的讲解。

3 、电流环PI参数的计算

由电机参数
Rs = 0.415
Lq = 0.0054
Ld = 0.0045
J = 1 （转动惯量比较大）
B = 0.0025
flux = 0.8767
P= 4
由 PI 参数整定文章（前面已讲）内公式计算出得

4 实验结果

4.1 空载输出特性

稳定性：系统无明显的超调，在到达给定转速后很快稳定下来。稳定性优良。
准确性：准确跟随速度给定。准确性优良。
快速性：由于电机较大，转动惯量达到了J=1，所以0.65s左右转速升到800r/min,可见系统的快速性还是相当不错的。

定子三相电流波形

三相定子电流呈现较好的正弦特性，在到达给定转速后，迅速降低，到0-0.2附近波动。

电机转矩波形

电机转矩波形稳定在额定转矩附近，在到达给定转速后迅速降低，进行维持稳定转速的微调。

4.2 带载输出特性

4.2.1 带20N负载输出特性

转速波形

基本无明显速度降落。放大后速降在0.5很快就恢复到给定值。

三相定子电流波形

三相定子电流正弦特性完好，且在给定负载后反映迅速。

转矩波形

转矩波形稳定，在到达给定后迅速降低，突加负载后迅速上升，性能优良。

4.2.2 带100N负载输出特性

转速波形

在突加负载100N后，速度有一个较小的降落后迅速的返回给定值，性能优良。

三相定子电流波形

定子三相电流与20N负载一个明显的区别，在突加负载后，定子电流先增大到额定电流大小，按照最大电流升速，再减小至100N转矩所需要的电流大小，稳定转速，证明PI调节器参数设定合理，既有良好的抗扰性能。

转矩波形

同上，100N转矩波形与20N转矩波形的区别也在于，在突加负载后，转矩先增大到最大转矩，以最大的转矩升速，再减小至维持给定转速的转矩大小。

调试心得：在调试过程中，由前面讲的PI电流参数的整定计数出来的结果，代入进去并没有得出非常好的调试结果。还要在此基础上进行PI参数的调整。可能前面讲的PI电流环参数的整定里的电流环的结构模型或传函近似并不是非常的正确。有时间可以找更多的关于PI参数整定的参考论文，寻求最优的PI参数。