永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计

永磁同步电机因其质量轻、体积小以及效率高等优点,已经广泛应用于工农业生产、日常生活、航空航天和国防等各个领域。因此,永磁同步电机控制系统的研究具有重要的实际意义。本课题主要研究在通用变频器上实现永磁同步电机的矢量控制算法。 首先,本文介绍了永磁同步电机及其控制策略的发展,并在两相旋转坐标系下建立了永磁同步电机的数学模型。然后,详细探讨了矢量控制的原理以及转速调节器和电流调节器的工程设计方法,并借助于Matlab7.2/Simulink仿真软件,搭建了永磁同步电机控制系统的仿真模型,进行了矢量控制算法的仿真研究。 其次,由于通用变频器所驱动的电机参数未知,本文还研究了永磁同步电机的参数辨识方法。主要辨识了永磁同步电机的电枢电阻、交直轴电感以及反电势系数等参数,详细阐述了这些参数的辨识原理及软件实现技巧,辨识结果表明辨识方案的正确性。 最后,在以瑞萨SH7146为核心的永磁同步电机控制系统的硬件平台上完成了永磁同步电机矢量控制系统的软件设计,主要包括电机启动方法、转速及位置计算、调节器设计、SVPWM调制算法的实现和电机制动方法的设计,并借助动力计测试系统对该控制系统的带载启动特性、加卸载特性以及转矩特性进行了测试,测试结果验证了本课题所设计的永磁同步电机矢量控制系统的实际可行性。