目录

 

说明

1.搭建模块前的思路

2.搭建模块的方程

3.PMSM模块搭建

（1）d轴电流计算模块

（2）q轴电流计算模块

（3）耦合项计算模块

（4）角速度计算模块

（5）参数设置

4.仿真比较

总结

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说明

前日对在控制过程仿真需要用到的坐标变换进行整理，今日在前日的基础上，学习在按照电压磁链以及转矩方程对PMSM的数学模型进行搭建（输入有三相电压信号与负载转矩，输出为转子电流以及机械角速度），将仿真结果与MATLAB自带的PMSM模块进行的仿真进行对比验证搭建的模型准确性。

注：在MATLAB中有自带的PMSM模块在，它输入输出的信号是为电气信号，而我们进行自搭建模块的输入输出为数字信号。

 学习过程中，参考有：
[1]《现代永磁同步电机控制原理及Matlab仿真》 袁雷 胡冰新 魏克银 陈姝 编著

[2]哔哩哔哩上up主——Season526138(有关永磁同步电机的数学模型建模的讲述)

1.搭建模块前的思路

 图1-1 思路框图

2.搭建模块的方程

将在三相自然坐标系下的定子电压以及磁链可以分解为dq轴上，其方程可以表示为：

 

3.PMSM模块搭建

参照MATLAB自带PMSM模块，可画出进行搭建的PMSM模型输入三相交流电压，带有负载转矩，输出通过计算模块所算出的定子电流以及机械角速度，如图3-1所示。

 图3-1 自搭建PMSM模块整体示意图

通过前小节整理的方程式，可进行dq轴电流、磁链耦合项以及机械角速度模块仿真搭建：

（1）d轴电流计算模块

 图3-2  d轴电流计算

（2）q轴电流计算模块

 图3-3  q轴电流计算

（3）耦合项计算模块

 图3-4  耦合项计算

（4）角速度计算模块

 图3-5 角速度计算

最后搭建出的PMSM为：

 图3-6  PMSM搭建模型1

注：在内部还需要有park变换以及其反变换，将输入的三相电变换到两相旋转坐标系下，最后算出的两相旋转坐标系下的值再转回三相电输出。

利用matlab自带pmsm模块搭建

 图3-7  PMSM搭建模型2

（5）参数设置

为了验证模型准确性，将其与MATLAB自带PMSM模块进行仿真观察，设置参数如表所示。

表4-1 电机参数表

额定输出功率（KW）	0.25	定子电阻(Ω)	18.7
额定转速（rpm）	3000	dq轴定子电感(H)	0.02682
反电势常数(VL-L /Krpm)	62.2859	转动惯量(Kg.m^2)	2.26e-5
极对数	4	阻尼系数(Nm.s)	1.349e-5
额定转矩(Nm)	0.8	磁链	0.171

输入电压Vabc的设置详细说明：

从表中可查阅反电动势常数为62.2859，其等于线间反电动势除以电角速度，所以根据定义可知

 

所以输入三相交流电正弦波可设置如下：

 

4.仿真比较

（1）定子三相电流

 图4-1 定子电流仿真

（2）电气角速度

图4-2 电气角速度仿真

（3）功率验证

 

 图4-3 功率验证模型

图4-4 功率验证仿真

总结

根据仿真图4-1与图4-2可知，根据整理的搭建方程所自搭建的PMSM与MATLAB自带的PMSM在输入相同的情况下，输出几乎一致，并且通过图4-4，可知通过搭建模型得出的额定功率为251.3W，与给定参数中额定功率之间有0.52％的差距，相差较小，所以此模块是搭建成功了的。

继续加油！