基于simulink的永磁同步电机驱动系统仿真
1、山西中北大学机械与动力工程学院 陈飞 杨世文 2、安徽奇瑞新能源汽车技术有限公司 闫伟
引言
当今世界的能源瓶颈和环境污染使得新能源汽车产业受到了巨大挑战。电动汽车有噪声小、排放少及能耗低的优势，使其在未来市场所占份额以及发展前景十分广阔。电机及其控制性能是影响电动汽车动力性和经济性的关键因素，所以研发高性能的电机控制器对电动汽车具有重要意义。本文主要对永磁同步电机驱动系统进行研究，借助Matlab/Simulink平台对永磁同步电机矢量控制系统中的各部分进行建模仿真，其中包括电机仿真模型、SVPWM仿真模型等。
1 永磁同步电机控制系统的仿真模型
本文在坐标变换理论、永磁同步电机模型、SVPWM原理和矢量控制原理等基础上，通过Matlab/Simulink软件平台建立由SVPWM逆变器供电的永磁同步电机变频调速系统的仿真模型，本文采用id=0的矢量控制方法控制永磁同步电机。
1.1SVPWM仿真模型
通过以下四个步骤建立SVPWM逆变器的仿真模型：（1）根据输入的两相电压值确定所要合成的电压矢量的扇区号；（2）计算出相邻基本矢量与零矢量合成电压矢量所需的作用时间；（3）排列出矢量合成的最佳序列；（4）比较作用的时间和载波，合成三相PWM调制信号。
1.1.1扇区号的确定
矢量空间被均等的划分成6个区域，每个部分称为一个扇区，每个扇区都对应一个编号。所以，为了确定合成矢量Vref是由哪些基本电压空间矢量合成的，首先要知道它位于哪个扇区里面。
为了得到所需的PWM波形，首先要有两路输入信号uα和uβ。由于两路电压信号是正交的，故可以通过uα、uβ的数学关系计算出合成矢量Vref所处的扇区，利用公式（1.1）计算B0、B1、B2：
B0=uβB1=sin60°uα-sin30°uβB2=-sin60°uα-sin30°uβ（1.1）
利用公式（1.2）计算出扇区号N值：
N=sgn(B0)+2sgn(B1)+4sgn(B2)（1.2）
公式中，sgn(x)为符号函数。如果x＜0，sgn(x)=0；如果x＞0，sgn(x)=1。
根据公式（1.1）、（1.2）建立Matlab模型来确定扇区号.
