永磁同步电机空间矢量控制svpwm毕业设计

（2014届）本科毕业设计（论文）资料题目名称：三电平SVPWM的研究及其仿真学院（部）：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：xxx班级：xxxxxxx学号xxcxxxxx指导教师姓名：xxxxxxx职称xxxx最终评定成绩：2014届本科毕业设计（论文）资料第一部分毕业论文（2014届）本科毕业设计（论文）学院（部）：xxxxxxxxxxxxxx专业：xxxxxxxxxxxxxx学生姓名：xxxxx班级：xxxxxx学号xxxxxxx指导教师姓名：xxxx职称xxxxx最终评定成绩2014年5月I摘要此篇论文在参考了大量资料后对空间矢量脉宽调制技术进行了有理论有仿真的论述，充分发掘了此技术在现实生活中的重要性，是我们实现对永磁同步电机控制优化的重要辅助。本文先从理论上对空间矢量脉宽调制技术进行了充分的说明然后对理论通过MATLAB/SIMULINK进行了仿真，在之后的波形图中我们可以看见空间脉宽矢量调节技术对于圆形磁场的建立，对于电机的控制都起到了良好的效果。而永磁同步电机有者占用空间小，适用领域广等优点，桎梏其发展的永磁体材料稀少也由钕铁硼永磁材料的出现而得到化解。我国有着丰厚的稀土资源对于永磁同步电机的发展有着得天独厚的优势，所以我们应该对永磁同步电机的控制也要有相应的技术基础，毕竟无法控制的电机就是一块金属罢了。通过MATLAB/SIMULINK的仿真我们也可以以简单的方式获得一些不简单的控制结果，看到空间脉宽矢量调节技术是一种非常好的控制永磁同步电机的的方法。关键词：永磁同步电机控制，空间脉宽矢量控制，MATLAB/SIMULINK仿真IIABSTRACTThispaperinreferencetoalargeamountofinformationonthespacevectorpulsewidthmodulationtechnologyweredescribedwiththeoreticalsimulation,Fullyexploretheimportanceofthistechnologyinthereallife,Isourimportantauxiliaryoptimizedcontrolofpermanentmagnetsynchronousmotor,Thisarticlefirstfromthetheoryofspacevectorpulsewidthmodulationtechnologymakeastatement,ThenthetheoryofsimulationbyMATLAB/SIMULINK,Wecanseeinthewaveformfigureafterspacepulsewidthfortheestablishmentofthecircularmagneticfieldvectorcontroltechnology,Forthecontrolofthemotorhasplayedagoodeffect,Thepermanentmagnetsynchronousmotorhasasmallfootprint,widefieldofapplication,etc,Constraintsofthedevelopmentofpermanentmagnetmaterialscarcealsoberesolvedbytheemergenceofndfebpermanentmagnetmaterials,Ourcountryhasrichrareearthresourceforthedevelopmentofpermanentmagnetsynchronousmotorhasauniqueadvantage,soweshouldcontrolofpermanentmagnetsynchronousmotoralsoshouldhavecorrespondingtechnicalfoundation,unabletocontrolthemotor,afterall,isapieceofmetal.ThroughMATLAB/SIMULINKsimulationwecanalsogetsomeinasimplewayisnotasimplecontrolasaresult,seespacepulsewidthvectorcontroltechnologyisaverygoodcontrolofpermanentmagnetsynchronousmotor.Keywords:Permanentmagnetsynchronousmotorcontrol,spacevectorcontrolpulsewidth,MATLAB/SIMULINKIII目录摘要................................................................................................................................................IABSTRACT.....................................................................................................................................II第1章绪论...........................................................................................................................11.1永磁同步电机简介...................................11.2永磁同步电机分类...................................11.3永磁同步电机的控制方式简介.........................21.4永磁同步电机的发展前景.............................21.5主要内容..........................................3第2章空间脉宽矢量调节技术SVPWM..................................................................42.1空间脉宽矢量调节技术SVPWM的发展简况.............42.2空间脉宽矢量调节技术SVPWM介绍..................42.3空间矢量脉宽调制SVPWM法则推导过程..............72.3.1空间矢量脉宽调制7段式..................................................82.3.2空间矢量脉宽调制5段式..................................................82.4合成矢量Uref所处扇区N的判断.......................82.5本章小结.........................................10第3章MATLAB/simulink简介................................................................................113.1MATLAB简介.....................................113.2Simulink简介......................................123.3本章小结.........................................13第4章三电平SVPWM的研究及其在PMSM的应用......................................144.1永磁同步电机矢量控制的模型........................144.2建模及仿真.......................................144.3仿真结果及分析....................................18结论.............................................................................................................................................20参考文献.........................................................................................................................................22致谢................................................................................................................错误!未定义书签。1第1章绪论1.1永磁同步电机简介永磁同步电机是一种结构比较简单，占用空间小、整体重量轻、能量损耗小、能量利用率高的同步电机，和直流电机比比起来，永磁同步电机没有直流电机的换向器和电刷，不会出现换向器损坏而使电机无用的问题，也不会因电刷的磨损而要定期维护；和异步电动机比起来，永磁同步电机由于不需要无功励磁电流，因而效率和功率因数都较高，力矩惯量比较大，定子电流损耗小，定子电阻损耗小，而且转子的参数可以进行测量、电机的控制性能好；但永磁同步电机与异步电机相比成本较高、起动不易；永磁同步电机和普通同步电动机相比省去了励磁装置，结构更简单，因而效率有所提高。而在永磁同步电机的控制方面矢量控制系统能够实现精度高、动态性能好、调速或定位的大范围控制。其中就包括空间脉宽矢量调节技术。1.2永磁同步电机分类在永磁同步电动机中，由于电机的转子铁芯磁钢的形状不同，使得转子磁场的空间分布分为了正弦波和梯形波两种；因而，当转子在旋转的时候，产生于定子上的反电动势波形也出现了正弦波和梯形波两种。这就形成两种同步电动机在原理、模型及控制方法上不尽相同，于是为了区别它们各自组成的永磁同步电动机交流调速系统，人们习惯称正弦波永磁同步电动机组成的交流调速系统为正弦型永磁同步电动机（PMSM）调速系统；而由梯形波（方波）永磁同步电动机组成的调速系统则由于类似于直流电动机系统的原理和控制方法，所以把这种系统称为无刷直流电动（BLDCM）调速系统；结构的不同就会带来不同的控制方法，这在电机中都是一种很普遍的现象；前面说到了永磁同步电机的转子铁芯磁钢形状不同，所以永磁同步电动机转子磁路结构也就不同，可以推知电动机的运行特性、控制系统等也不会相同。而本文则主要论述的是正弦型永磁同步电动机（PMSM）调速系统。当然就算只是PMSM它也有三种一种是永磁体放在转子内的称为内磁式永磁同步电动机；另一种把永磁体放在转子表面叫做外磁式永磁同步电动机；还有一种是将永磁体嵌入或部分嵌入的，被称为嵌入式永磁同步电动机。而本文之所以主要论述PMSM的原因就是在于BLDCM的转矩脉动和铁心损耗都较大，在低速直接驱动的应用场合中，PMSM的性能比BLDCM要电动机优越得多，所以尽管BLDCM比PMSM控制简单，成本低，检测简单，但很显然PMSM的性价比更高。21.3永磁同步电机的控制方式简介我们知道电动机的电磁转矩都是由主磁场和电枢磁场相互作用产生的，由于其中直流电动机的主磁场和电枢磁场在空间互差90°可以独立调节；但是交流电机的主磁场和电枢磁场互不垂直，只是互相影响。因此交流电动机