SaberRD示例設(shè)計(jì)：矢量控制永磁同步電動(dòng)機(jī)

介紹

永磁同步電動(dòng)機(jī)（PMSM）能夠提供高轉(zhuǎn)矩/電流比、高功率/重量比、高效率和堅(jiān)固性?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，永磁同步電動(dòng)機(jī)廣泛用于現(xiàn)代變速交流驅(qū)動(dòng)器，例如在電動(dòng)汽車（EV）和混合電動(dòng)汽車（HEV）中的應(yīng)用。本示例展示了電動(dòng)/混合動(dòng)力車輛中使用的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。

在汽車應(yīng)用中，永磁同步電機(jī)是由電流控制電壓源逆變器來(lái)驅(qū)動(dòng)，該逆變器由電池組獲得直流電。電機(jī)轉(zhuǎn)速必須在較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

正如本設(shè)計(jì)實(shí)例中所示，使用矢量控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)所需的控制。在PMSM中，矢量控制可以獨(dú)立控制磁通和轉(zhuǎn)矩，并提供了單獨(dú)勵(lì)磁直流電機(jī)的性能和簡(jiǎn)便性。

整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括以下主要子系統(tǒng)：

• 調(diào)速器
• 扭力控制器
• 弱磁控制器
• 電流控制器
• PWM門控信號(hào)發(fā)生器
• 電壓源逆變器（VSI）
• 永磁同步電機(jī)
• 電池組
• 負(fù)載

電路

使用方法：

1.從網(wǎng)盤下載示例文件pmsm_vc.zip到本地硬盤并解壓縮。

2.啟動(dòng)SaberRD，打開設(shè)計(jì)文件“pmsm_vectorcontol.ai_dsn”。

3.按照原理圖內(nèi)“快速分析”框中給出的設(shè)置進(jìn)行瞬態(tài)分析，并繪制出列出的信號(hào)。

下圖繪制了產(chǎn)生的功率、轉(zhuǎn)矩和速度信號(hào)的波形圖?？梢钥闯?，在50毫秒時(shí)發(fā)出速度命令，將電動(dòng)機(jī)速度從靜止?fàn)顟B(tài)驅(qū)動(dòng)到50rad/s的基本速度。電機(jī)以約350N·m的恒定轉(zhuǎn)矩加速，并在短短1秒鐘內(nèi)達(dá)到50rad/s的指令速度。

然后，在3.5秒時(shí)發(fā)出速度更改命令，以將電動(dòng)機(jī)速度推至最高105rad/s。延遲2.5秒后，電動(dòng)機(jī)將以超過(guò)15kW的恒定功率達(dá)到其最大速度。這些仿真結(jié)果驗(yàn)證了電動(dòng)機(jī)在基本速度以下的恒定轉(zhuǎn)矩區(qū)域和基本速度以上的恒定功率區(qū)域中工作。

仿真結(jié)果表明，SaberRD非常適合于電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。