基于矢量控制永磁同步电机模型的建立 32
4.6 电机与逆变器模块的建模和仿真
在整个控制系统的仿真模型中，PMSM 本体模块是最重要的部分，在Matlab/Simulink中的Simpower System中，提供了永磁同步电机所对应的模型，并且提供了相应对电机输出量的测量模块，其中包括A、B、C三相电流，d、q两相电流与电压，转速，角度和转矩，以根据不同的需要对电机的不同参数进行波形的输出和观察[20]。
在Matlab/Simulink中的Simpower System中，也提供了逆变器所对应的模块，对于不同的应用场合和需要，提供了二极管、晶闸管、GTO、MOSFET、IGBT和理想开关的电子变换其选择。本文所采用的逆变器类型则是运用IGBT所组成的逆变器。
PMSM电机和逆变器连接的Simulink仿真如图4-21
图4-21 逆变器与PMSM模型
在进行了以上的实验之后，已对控制系统所有模型进行Simulink仿真，最后要对把每个模型连接起来的部分进行相应的仿真，以达到模块连接的正确，
首先对两个信号连接模块进行仿真，假设一个信号是正弦波，另一个信号为幅值为常数2的信号，图4-22即是相应的Simulink仿真：
图4-22 连接模块
图4-23即为此模块的输入输出波形图
基于矢量控制永磁同步电机模型的建立 33
图4-23 连接模块波形图
4.7 永磁同步电机控制系统的仿真
根据永磁同步电机矢量控制图，对每个模块都进行了建模和仿真，并把各个模块进行搭建以后，便可得到整体永磁同步电机系统的Simulink的仿真模型如图4-24：
基于矢量控制永磁同步电机模型的建立 34
图4-24 永磁同步电机矢量控制系统模型图
基于矢量控制永磁同步电机模型的建立 35
根据参数的调节，输入转矩ω=314rad/s，Kp=20，Ki=0.3，三相逆变器为IGBT，SVPWM与逆变器的直流电源为300V，永磁同步电机电机电阻R=2.875Ω，交直轴定子电感Ld（H），Lq(H)都为0.0085，电机转动惯量J=0.0008kg·m2电机极对数P=4，运用示波器的观察，可得到永磁同步电机输出的三相电流波形，转速波形和转矩特性曲线如图4-25，4-26，4-27所示：
图4-25 永磁同步电机三相电流输出波形
4-26 永磁同步电机转速输出曲线
基于矢量控制永磁同步电机模型的建立 36
图4-27 永磁同步电机转矩输出曲线
4.8 本章小结
本章介绍了Matlab/Simulink软件以及永磁同步电机的建模方法，在此基础上，根据永磁同步电机矢量控制框图对各个模块的模型进行了建立和仿真，并在此基础上，搭建起整个永磁同步电机矢量控制系统的模型，通过参数的调节，得到了较好输入输出波形，验证了矢量控制的合理性。