永磁同步电机

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<strong>摘 要</strong>

在分析永磁同步电机 ( PMSM) 数学模型的基础上 ,提出了 PMSM 控制系统仿真建模的新方 法.在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块: PMSM本体模块、矢量控制模块、电流滞环控制模 块 、速度控制模块等 ,同时进行功能模块的有机整合 ,搭建 PMSM 控制系统的仿真模型 . 系统采用双 闭环控制 :速度环采用 PI 控制 ,电流环采用滞环电流控制. 仿真结果证明了该方法的有效性 ,同时 该模型也适用于验证其他控制算法的合理性 ,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思 路.

由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，称为永磁同步电机。永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流，此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机(generator)用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机(motor)用。

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<font color="#FD8900">作者：Aengus Murray</font>

国际能源报告显示，2006年电子电机的能耗为全球电能消耗总量的46%，相当于6040 Mt CO2排放量1
。这导致人们要求电机驱动器制造商新增高级控制功能和工具，以便优化系统能效。在工厂生产系统中优化能效的新电机驱动器生态系统已得到了全球范围内的广泛认可。对于欧洲来说，得益于节能政策，工业电能消耗量呈现出每年1%的下降趋势2。

工厂中最常用到电机的地方是电泵、风扇、压缩机和运输机，且电机在这些应用中大多属于标准产品。小型机器设备中使用的小型电机(低于0.75 kW)占全球存量的90%，但电机能耗不到总量的10%。然而，中等尺寸(0.75 kW至350 kW)的工业电机几乎占全球电机能耗的70%。在一个典型应用中，仅有50%的系统能耗转换为有用的机械能，这引起了全球能源法规制定者和厂商的重视。过去几年来，美国、中国、欧洲和其他地区的监管机构引入了最低能耗性能标准(MEPS)。优质电机的额定能效等级现在可从最低功耗范围时的80%到最高时的96%，因此厂商开始在电机以外寻求节能手段。

《带数字信号处理器的交流感应和永磁同步电机矢量控制指南》，Fred Flett，ADI公司，1994年。

本书对交流感应和永磁同步电机进行了初步探讨，并重点关注使用数字信号处理器实现的矢量控制。虽然电机控制领域取得了许多进步，本书中介绍的基本概念构成了现代系统的基础。

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