《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》第一章·三相永磁同步电机的数学建模

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》第一章·三相永磁同步电机的数学建模。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

   

目录——三相永磁同步电机的数学建模

Clark变换与仿真建模

Park变换与仿真建模

同步旋转坐标系下的数学建模

静止坐标系下的数学建模​编辑

Matlab自带三相PMSM的仿真模块设置


    三相永磁同步电机是一个复杂的非线性系统,为了更好的设计先进的PMSM控制算法,因此需要建立适合的数学模型,常用坐标系变换为静止坐标系Clark和同步旋转坐标系Park变换。

    按照三相PMSM永磁体转子的空间结构不同,三相PMSM转子结构分为表贴式和内置式。表贴式转子结构,制造成本低、结构简单、转动惯量小,主要应用于恒功率运行范围不宽的三相PMSM和BLDCM之中,其永磁磁极易于实现最优设计,使电机的气隙磁密波形趋于正弦波;内置式转子结构则利用转子磁路不对称产生的磁阻转矩,提高电机的功率密度,但内置式漏磁系数和制造成本都比较大。

    由在自然坐标系下PMSM的三相电压方程、磁链方程、电磁转矩方程、机械运动方程,得出在自然坐标系下三相PMSM的基本数学模型,由于其数学模型较为复杂,故需要合适的坐标变换对模型进行降阶和解耦。常用的坐标变换为静止坐标变换(Clark变换)和同步旋转坐标变换(Park变换)

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

Clark变换与仿真建模

    将自然坐标系ABC变换到静止坐标系a-b的坐标变换成为Clark变换,将ABC轴分别投影到ab轴得到Clark坐标变换公式:

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

    将静止坐标系ab变换到自然坐标系ABC的坐标变换称为反Clark变换,对T3S/2S取逆矩阵可得反Clark坐标变换公式:

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

    其中,当根据幅值不变作为约束条件时,矩阵前系数为2/3;当根据功率不变作为约束条件时,矩阵前系数为2/3取根号。

Clark变换与反Clark变换仿真建模如下:

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

    设置自然坐标系下三相正弦波ABC峰值为100,频率为2*50*pi,采样时间为10e-6,BC与A参数设置相同,B滞后A120°,C超前A120°,步长为0.2,得到波形,显然a超前b90°

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

同理,对反Clark变换仿真搭建:

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

   

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

Park变换与仿真建模

将静止坐标系下ab变换到同步旋转坐标系dq的坐标变换称为Park变换,同理,将同步旋转坐标系dq变换到静止坐标系下ab称为反Park变换

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

将自然坐标系ABC变换到同步旋转坐标系dq,将同步旋转坐标系dq变换到自然坐标系ABC,得到T3s/2r和T2r/3s

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

仿真建模:

Park与反Park变换建模仿真与波形

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

波形

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

将原自然坐标系下A相波形,与反Park变换后的A波形进行对比,发现波形相同

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

将自然坐标系ABC变换到同步旋转坐标系dq 将同步旋转坐标系dq变换到自然坐标系ABC的仿真建模

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

波形:

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

注:

Matlab自身使用的坐标变换矩阵比书本上介绍的变换矩阵差90°电角度,当选择Aligned axis时为书本中所用坐标系,选择90 degrees为Matlab所用坐标系

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

同时Matlab自身带有坐标变换模块

同步旋转坐标系下的数学建模

通常使用同步旋转坐标系dq下的数学模型,由定子电压方程可将三相PMSM数学模型进行解耦,

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

可在同步旋转坐标系下对三相PMSM进行仿真建模

电磁转矩计算

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

dq轴电流计算

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

机械角速度计算

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

静止坐标系下的数学建模

Matlab自带三相PMSM的仿真模块设置

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

包含三个部分Configuration(配置)、Parameters(参数设置)、Advanced(高级设置)

Configuration(配置):包含相数(3相、5相)、反电动势波形(正弦波和梯形波)、转子类型(凸极性、圆柱形)、机械输入方式(负载转矩、机械角速度)、电机类型

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

Parameters(参数设置):包含定子电阻Ω、定子电感H、机械常值(永磁体磁链(Wb)、电压常数(V/krpm)、转矩常数(N·m))、转动惯量、极对数、阻尼系数

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言

Advanced(高级设置):包含采样时间和同步旋转坐标系设置

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真,PMSM,Matlab,数学建模,matlab,开发语言文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-762758.html

到了这里,关于《现代永磁同步电机控制原理及MATLAB仿真》第一章·三相永磁同步电机的数学建模的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 永磁同步电机矢量控制算法梳理

    导读 ​ :本期文章主要介绍永磁同步电机矢量控制,两种控制策略( id=0 和MPTA)。在相同工况条件下,比较两种控制策略各自的控制性能 ​ 。 如需要文章中的仿真模型,关注微信公众号 ​ :浅谈电机控制,获取 ​ 。 ​ 一、永磁同步电机矢量控制( FOC ) 1.1 永磁同步电

    2024年02月05日
    浏览(44)
  • 永磁同步电机控制系统——电流采样

    在电机控制中,电流环是最重要的环节,是整个控制系统的核心。电流环涉及一个最基础的问题,那就是电流采样。本文主要介绍电阻采样,常用于低功率电机控制中。 所谓的电阻采样方法,就是在逆变电路的下桥臂串联电阻,通过采集电阻两端的电压来计算三相电流,准确

    2023年04月22日
    浏览(40)
  • 永磁同步电机——矢量控制(基于PI调节器)

    永磁同步电机(PMSM)的矢量控制,可谓是入门级别的控制,简单来说就是通过某些手段得到定子当前所需电压,能够产生相应的转速等。 矢量控制便是控制逆变器输出相应电压是一种手段,其本质上是在于利用Clark变换与Park变换解耦电机电流的励磁分量与转矩分量,将三相

    2024年02月12日
    浏览(40)
  • 基于FPGA的永磁同步电机双闭环控制系统的设计

    基于FPGA的永磁同步电机双闭环控制系统的设计,在FPGA实现了永磁同步电机的矢量控制, 坐标变换,电流环,速度环,电机反馈接口,SVPWM。 都是通过Verilog 语言来实现的,具有很高的研究价值。 程序带详细注解,有完整pcb、原理图。 【题目】基于FPGA的永磁同步电机双闭环

    2024年04月12日
    浏览(54)
  • SVPWM算法原理及详解及永磁同步电机坐标变换(二)

    目录 一、SVPWM 8种开关状态 二、六个扇区和扇区判断          三、扇区发波  四、矢量作用时间计算 五、 矢量切换时间的计算         最常见的两电平拓扑如下图:         共有3个桥臂,每个桥臂只能一个晶闸管通,另一个断开,我们将桥臂上面晶闸管导通,下

    2024年02月06日
    浏览(44)
  • 基于 ESO-PLL 的永磁同步电机无位置传感器控制

    1、PMSM 的无位置传感器控制方法分为两类,一类是适用于零、低速范围的高频注入法,另一类是适用于中、高速范围的观测器法。在中、高速范围,最常见的方式是首先构造反电动势或磁链观测器,然后再提取出反电动势或磁链中包含的转速或位置信息。观测器方法在零、低

    2024年02月15日
    浏览(49)
  • 【电力系统】基于MATLAB Simulink进行飞轮储能系统和永磁同步电机的仿真

    目录 飞轮储能系统和永磁同步电机的仿真 基于MATLAB Simulink进行飞轮储能系统和永磁同步电机的仿真,可以按照以下步骤操作:

    2023年04月22日
    浏览(56)
  • 使用Simulink代码生成工具基于STM32开发板对永磁同步电机进行开环控制

    代码链接:【免费】使用Simulink代码生成工具对永磁同步电机进行开环控制资源-CSDN文库 本文介绍使用Simulink代码生成功能在STM32开发板平台上运行永磁同步电机。 硬件基础: Nucleo-G431RB开发板 X-NUCLEO-IHM07M1驱动扩展板 57BLDC-24V-210W时代超群直流电机 软件基础: MATLAB 2022b 安装

    2023年04月14日
    浏览(63)
  • 基于FPGA的永磁同步伺服控制系统的设计,在FPGA实现了伺服电机的矢量控制, 坐标变换,电流环,速度环,位置环,电机反馈接口,SVPWM

    一个基于FPGA的永磁同步伺服控制系统,利用Verilog语言在FPGA上实现了伺服电机的矢量控制、坐标变换、电流环、速度环、位置环以及电机反馈接口。这个系统具有很高的研究价值。 涉及到的知识点和领域范围主要包括:FPGA(现场可编程门阵列)、永磁同步伺服控制系统、矢

    2024年02月04日
    浏览(44)
  • [FOC-Simulink]使用Simulink代码生成工具基于STM32开发板对永磁同步电机进行开环控制

    代码链接:【免费】使用Simulink代码生成工具对永磁同步电机进行开环控制资源-CSDN文库 本文介绍使用Simulink代码生成功能在STM32开发板平台上运行永磁同步电机。 硬件基础: Nucleo-G431RB开发板 X-NUCLEO-IHM07M1驱动扩展板 57BLDC-24V-210W时代超群直流电机 软件基础: MATLAB 2022b 安装

    2024年02月13日
    浏览(43)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包