【正文】 時(shí)，相應(yīng)的變量（A,B,C）=1。否則（A,B,C）=0，那么扇區(qū)號(hào)與變量A、B、C之間存在特定的關(guān)系：扇區(qū)號(hào)=A+2B+4C，因此，用于MATLAB實(shí)現(xiàn)時(shí)只需判斷三個(gè)變量Va、Vb、Vc與0的關(guān)系就能容易得到Vs所在的扇區(qū)。相對(duì)應(yīng)的Simulink仿真如圖417所示：圖417 扇形區(qū)的選擇 占空比時(shí)間的計(jì)算計(jì)算出TT2后，就可以根據(jù)扇區(qū)號(hào)S（實(shí)際仿真中用的是與扇區(qū)號(hào)對(duì)應(yīng)的N）計(jì)算三相脈沖開通的前沿延遲時(shí)間（前沿切換點(diǎn)）Ta 、Tb、 Tc。定義占空比時(shí)間為Ton1,Ton2,Ton3,則： （414）ton1 為最大寬度脈沖前沿切換點(diǎn)，即最先切換點(diǎn)；ton2為次寬度的前沿切換點(diǎn)，即中間時(shí)刻切換點(diǎn)；ton3為最小寬度脈沖的前沿切換點(diǎn)，即最后切換點(diǎn)。實(shí)際控制中所需的三相PWM波的占空比如表45所示，表45三相PWM波的占空比扇區(qū)123456TaTbTc當(dāng)輸出電壓空間矢量Vs在3扇區(qū)時(shí)，A相脈沖為最大寬度脈沖，B相脈沖為次寬度脈沖，C相脈沖為最小寬度脈沖；當(dāng)Vs在1扇區(qū)時(shí)，B相脈沖為最大寬度脈沖，A相脈沖為次寬度脈沖，C相脈沖為最小寬度脈沖,其余的扇區(qū)也可由表35所示。其Simulink仿真如圖418所示：圖418 PWM占空比 PWM波的產(chǎn)生由以上幾點(diǎn)，可得SVPWM調(diào)制的算法可總結(jié)為：（1）根據(jù)輸入的參考電壓和計(jì)算出空間電壓矢量所處的扇區(qū)。（2）計(jì)算兩個(gè)有效矢量作用時(shí)間TT2和零矢量的作用時(shí)間T0。（3）計(jì)算三相PWM脈沖前沿延遲時(shí)間tontonton3。（4）根據(jù)扇區(qū)號(hào)選用各相的空間矢量切換點(diǎn)Ta 、Tb、 Tc，從而輸出三相SVPWM脈沖控制信號(hào)。圖419即為根據(jù)上文分析所得到的SVPWM的Simulink的仿真。圖419 SVPWM模型其中，tontonton3與等腰三角形進(jìn)行比較，就可以生成對(duì)稱空間矢量PWM波形。將生成的PWMI，PWM3，PWM5進(jìn)行非運(yùn)算就可以生成PWM2，PWM4,PWM6,并同時(shí)把數(shù)據(jù)類型由bool型轉(zhuǎn)換為double型,并設(shè)置參數(shù)即可得圖420的SVPWM模型。圖420 SVPWM輸出波形 電機(jī)與逆變器模塊的建模和仿真在整個(gè)控制系統(tǒng)的仿真模型中，PMSM 本體模塊是最重要的部分，在Matlab/Simulink中的Simpower System中，提供了永磁同步電機(jī)所對(duì)應(yīng)的模型，并且提供了相應(yīng)對(duì)電機(jī)輸出量的測(cè)量模塊，其中包括A、B、C三相電流，d、q兩相電流與電壓，轉(zhuǎn)速，角度和轉(zhuǎn)矩，以根據(jù)不同的需要對(duì)電機(jī)的不同參數(shù)進(jìn)行波形的輸出和觀察[20]。在Matlab/Simulink中的Simpower System中，也提供了逆變器所對(duì)應(yīng)的模塊，對(duì)于不同的應(yīng)用場合和需要，提供了二極管、晶閘管、GTO、MOSFET、IGBT和理想開關(guān)的電子變換其選擇。本文所采用的逆變器類型則是運(yùn)用IGBT所組成的逆變器。PMSM電機(jī)和逆變器連接的Simulink仿真如圖421 圖421 逆變器與PMSM模型在進(jìn)行了以上的實(shí)驗(yàn)之后，已對(duì)控制系統(tǒng)所有模型進(jìn)行Simulink仿真，最后要對(duì)把每個(gè)模型連接起來的部分進(jìn)行相應(yīng)的仿真，以達(dá)到模塊連接的正確，首先對(duì)兩個(gè)信號(hào)連接模塊進(jìn)行仿真，假設(shè)一個(gè)信號(hào)是正弦波，另一個(gè)信號(hào)為幅值為常數(shù)2的信號(hào)，圖422即是相應(yīng)的Simulink仿真：圖422 連接模塊圖423即為此模塊的輸入輸出波形圖圖423 連接模塊波形圖 永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的仿真根據(jù)永磁同步電機(jī)矢量控制圖，對(duì)每個(gè)模塊都進(jìn)行了建模和仿真，并把各個(gè)模塊進(jìn)行搭建以后，便可得到整體永磁同步電機(jī)系統(tǒng)的Simulink的仿真模型如圖424：圖424 永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)模型圖根據(jù)參數(shù)的調(diào)節(jié)，輸入轉(zhuǎn)矩ω=314rad/s，Kp=20，Ki=，三相逆變器為IGBT，SVPWM與逆變器的直流電源為300V，永磁同步電機(jī)電機(jī)電阻R=，交直軸定子電感Ld（H），Lq(H)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=m2電機(jī)極對(duì)數(shù)P=4，運(yùn)用示波器的觀察，可得到永磁同步電機(jī)輸出的三相電流波形，轉(zhuǎn)速波形和轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖425，426，427所示：圖425 永磁同步電機(jī)三相電流輸出波形426 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出曲線圖427 永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出曲線 本章小結(jié)本章介紹了Matlab/Simulink軟件以及永磁同步電機(jī)的建模方法，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)永磁同步電機(jī)矢量控制框圖對(duì)各個(gè)模塊的模型進(jìn)行了建立和仿真，并在此基礎(chǔ)上，搭建起整個(gè)永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的模型，通過參數(shù)的調(diào)節(jié)，得到了較好輸入輸出波形，驗(yàn)證了矢量控制的合理性。5 總結(jié)與展望永磁同步電機(jī)具有體積小，運(yùn)行可靠，調(diào)速范圍廣，動(dòng)、靜特性好，在電機(jī)領(lǐng)域中占據(jù)越來越重要的位置。本文在介紹了永磁同步電機(jī)的發(fā)展歷史和基本控制系統(tǒng)后，對(duì)其結(jié)構(gòu)、工作原理以及坐標(biāo)變換進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，得到了在三相定子坐標(biāo)系，靜止坐標(biāo)系，旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。參照永磁同步電機(jī)不同的控制系統(tǒng)，給出了矢量控制永磁同步電機(jī)的控制框圖，運(yùn)用Matlab/Simulink對(duì)其模型進(jìn)行建立與仿真，得到了電機(jī)相應(yīng)的三相電流，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的波形，可以驗(yàn)證矢量控制具有較好的特性，因此從仿真中很好的驗(yàn)證了矢量控制的優(yōu)越性，為矢量控制的實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。由于本人能力的限制，工作中仍舊存在著以下幾點(diǎn)問題：（1）系統(tǒng)仿真了永磁同步電機(jī)的矢量控制中的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速的輸出曲線，但與電機(jī)相關(guān)的一些其他輸出并未考慮，可能存在紕漏。（2）由于仿真具有一定的理想化，并未考慮到電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中所存在的其他諸多因素的影響，所以在以后的工作中需要更進(jìn)一步注重相類似的問題，盡量把各個(gè)環(huán)節(jié)都考慮到。（3）由于本人的經(jīng)驗(yàn)不足，論文設(shè)計(jì)中可能存在缺點(diǎn)與紕漏之處，希望各位領(lǐng)導(dǎo)和老師多提寶貴意見，我一定虛心接受并改正。參考文獻(xiàn)[1] 王秀和 等．永磁電機(jī)[M]．北京：中國電力出版社，2007．252256[2] 龍文楓．大功率永磁無刷直流電機(jī)控制技術(shù)的研究[D]．華中科技大學(xué)碩士論文，2005[3] 曾建安．永磁同步電機(jī)矢量控制研究[D]．廣東工業(yè)大學(xué)碩士論文，2005[4] 宋聚明，蘇彥民．基于精確建模下的永磁同步電機(jī)最佳效率控制研究[J]．電工電能新技術(shù)，2004，23（2）[5] 薛麗英，齊蓉．六相永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的建模與仿真[J]．電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2006，18（4）[6] 李建超．永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究[D] ．哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，2007[7] 黃慧敏．永磁同步電機(jī)控制方法建模與仿真研究[D]．武漢理工大學(xué)碩士論文，2007[8] 賀凱，熊光煜．[J]．電力學(xué)報(bào)，2007，22（4）[9] 李秋菊，郭恒．空調(diào)用永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真建模研究[J]．水利電力機(jī)械，2006，28（7）[10] 湯新舟．永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)[D]．浙江大學(xué)碩士論文，2005[11] 張志強(qiáng)，夏立，馬豐民．基于隨機(jī)脈寬調(diào)制技術(shù)的感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)研究[J]．海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，17（3）[12] TMJahnsm, Torque Minimitation Techniques for Permanent Magnet AC DrivesAreview IEE Trans[J].IEEE ProcElectric,PowerAppl,1999,149[13] Zhong L,Rahman M F,Hu fo direct torque control in permanent magnet synchronous motor drives[J].IEEE Trans On PE,1997,12(3)[14] 戴文進(jìn)，李暉齡．永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)分析[J].微特電機(jī)，2001[15] 李季．永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真[D]．遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士論文，2005[16] 劉風(fēng)春，孫建忠，牟憲民．電機(jī)與拖動(dòng)MATLAB仿真與學(xué)習(xí)指導(dǎo)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008[17] 周淵深．交直流調(diào)速系統(tǒng)與MATLAB仿真[M]．北京：中國電力出版社，2007[18] 皇甫宜耿，劉衛(wèi)國，[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2008，6（30） [19] 楊貴杰．空間矢量脈寬調(diào)制方法的研究[J] .電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2001，21（5）[20] 季畫．永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)矢量控制的研究[D]．南京航空航天大學(xué)碩士論文，2004致謝轉(zhuǎn)眼之間，時(shí)間已經(jīng)走到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后階段，回想去年剛拿到課題時(shí)的手足無措，到現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的初步完成，這其中與指導(dǎo)老師劉老師的指導(dǎo)是密不可分的。對(duì)于初次接觸畢業(yè)設(shè)計(jì)的我而言，心中是十分茫然的。雖然設(shè)計(jì)的內(nèi)容和自己所學(xué)專業(yè)相關(guān)，但卻是以前從未涉及過的方面。在和指導(dǎo)老師的初次見面中，劉老師便消除了我的顧慮，他先幫我介紹了課題的由來，以及在設(shè)計(jì)中所會(huì)遇到的基礎(chǔ)知識(shí)，讓我有針對(duì)性地去進(jìn)行資料的查閱，避免了我漫無目的地對(duì)課題所涉及資料的搜尋。此外，劉老師還明確了設(shè)計(jì)中所要完成的任務(wù)，讓我在一開始就知道了自己在未來一段時(shí)間內(nèi)所要解決的問題。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我會(huì)把自己所完成的工作向劉老師請(qǐng)教，劉老師也會(huì)抽出時(shí)間及時(shí)告知我工作中的不足之處，指出所要改進(jìn)的地方，讓我在修改中不斷提升對(duì)課題的認(rèn)識(shí)。而在論文的撰寫中，我對(duì)摘要總是不得要領(lǐng)，對(duì)于這點(diǎn)，劉老師一次又一次地進(jìn)行指導(dǎo)，讓我明確摘要的作用，并通過其他論文的對(duì)比使我得知自己的不足之處，在反復(fù)修改中不斷進(jìn)步和完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，但在這段時(shí)間中，劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和對(duì)我的細(xì)心的指導(dǎo)和督促讓我受益匪淺，十分難忘，在此要向劉老師衷心的感謝和敬意。我也很感謝周老師在大學(xué)的這段時(shí)間給與我的幫助和關(guān)心，還有諸多任課老師的指導(dǎo)，正是他們的教育，讓我學(xué)會(huì)了知識(shí)和很多處事的道理。最后還要感謝我的父母多年來無微不至的照顧、引導(dǎo)以及所付出的心血。對(duì)于這么多幫助過我的人，我只有更加的努力工作來報(bào)答他們，不辜負(fù)他們的苦心。