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2.3.1 三相定子坐标系（A，B，C坐标系）上的模型 10
2.4.2 静止坐标系（α，β坐标系）上的模型 11
2.4.3 旋转坐标系（d,q坐标系）上的模型 11
2.4 永磁同步电机的控制系统 12
2.4.1 矢量控制系统的发展概况 12
2.4.2永磁同步电机的矢量控制方式 13
2.3.3 矢量控制结构框图 15
3 永磁同步电机矢量控制系统的SIMULINK建模 16
3.1 PI控制模块的建模和仿真 16
3.2 坐标变换模块的建模 17
3.3 SVPWM模块的建模和仿真 19
3.4 电机与逆变器模块的建模 20
3.5 各模块的链接和永磁同步电机矢量控制系统的建模 21
4 永磁同步电动机矢量控制系统的SIMULINK仿真 22
4.1 空载启动仿真 22
4.2转速突变仿真 23
4.3 负载突变仿真 24
参考文献 27
致谢 28
1 绪论
电机是以磁场为媒介的能进行电能与机械能互换的电力机械。磁场能都由电流励磁产生，也可以由永磁体产生,世界上第一台电机就是永磁电机,但当时所用永磁材料的磁性能很低,不久被电励磁电机所取代。现代的永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，简称PMSM）是用稀土永磁体代替励磁绕组构成的一种新型的同步电机。它有着结构简单、体积小、重量轻、效率高、运行可靠、功率因数高，转子无发热问题，电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。永磁同步电动机因其优良的性能和多样的结构而在日常生活、柔性制造系统、机器人、办公自动化和数控机床、航空航天和国防等各个领域中得到广泛应用[1]。
1.1 永磁同步电机
1.1.1 永磁同步电机的发展概况
1971年，由德国Blaschke等人首先提出了交流电动机的矢量控制（TransvectorContrl）理论，从理论上解决了交流电动机转矩的高性能控制问题。其基本思想是在普通的三相交流电动机上设法模拟直流电动机转矩控制的规律，在磁场定向坐标上，将电流矢量分解成产生磁通的励磁电流分量和产生转矩的转矩电流分量，并使两分量互相垂直，彼此独立，然后分别进行调节。这样，交流电动机的转矩控制，从原理和特性上就与直流电动机相似了。因此，矢量控制的关键仍是对电流矢量的幅值和空间位置的控制。
D．Nuanin等研制了一种永磁同步电动机矢量控制系统，采用16位单片机8097作为控制器，实现高精度、高动态响应的全数字控制。永磁同步电动机矢量控制系统转速控制器大多采用比例积分(N)控制。N控制器具有结构简单、性能良好，对被控制对象参数变化不敏感等优点。自适应控制技术能够改善控制对象和运行条件发生变化时控制系统的性能。与此同时，国外一些著名的公司，如日本的FANUC、安川、富士通、松下，美国的AB公司、科尔摩根公司，德国的西门子公司，法国的BBC公司、韩国三星公司等不断推出交流伺服驱动产品。
我国对永磁同步电动机的研究起步较晚，但发展迅速。相继研制成功高效率、高起动转矩的稀土永磁同步电动机。1986年，上海电器科学研究所开发出化纤用外转子永磁同步电动机，这是一种用于涤纶、文纶长丝高速纺机，作变速卷绕头传动装置的专用电机，调速范围1500～9000r／min或1500～12720r／min，调速平稳，性能稳定，运行可靠。转矩有1.05N•m、2.35N•m、3.60N•m等13个规格，可替代进口电机[2]。
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