基于快速原型的永磁同步電機MTPA控制

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基于快速原型的永磁同步電機MTPA控制

本文對內(nèi)嵌式永磁同步電機的最大扭矩電流比（MTPA）控制方法進行理論和仿真分析，利用Matlab/Simulink建立了電機矢量控制系統(tǒng)的仿真模型，并進行仿真驗證。通過快速原型工具建立了控制模型，并搭建硬件控制系統(tǒng)，在目標電機上實現(xiàn)MTPA控制和id=0控制，對兩種控制方法進行了對比分析，驗證了軟硬件系統(tǒng)的可行性。

永磁同步電機;MTPA;快速原型;模型在環(huán)仿真

1.引言

2023年我國擁有2.4億輛的機動車總量，1.2億輛的汽車保有量，每年汽車產(chǎn)銷量的平均增速都在10%以上，伴隨著汽車銷量每年的快速增長，霧霾天氣也“經(jīng)久不散〞，汽車尾氣排放成為了形成霧霾天氣的重要原因。同時，因汽車尾氣中二氧化碳排放量巨大，對全球溫室效應的影響也是不容忽視的。電動汽車是汽車工業(yè)發(fā)展的重大新技術，從節(jié)能、環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展來看，發(fā)展電動汽車對于我國尤為重要。永磁同步電機因具有低速大扭矩、高速恒功率、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點，被廣泛應用于電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中[1-4]。

永磁同步電機的控制理論已經(jīng)相對成熟，但是因受限于算法的繁雜性，并且控制算法需要不斷的測試驗證，因此，開發(fā)周期比較長。傳統(tǒng)的開發(fā)方法是通過DSP處理芯片和C代碼編程實現(xiàn)，不但需要編寫繁雜的驅(qū)動程序同時還要編寫應用程序，而且C語言不是圖形化語言，對于程序的繼承性很差。高效率、高質(zhì)量的開發(fā)不但可以縮短開發(fā)周期，同時也可以降低開發(fā)成本?？焖僭凸ぞ呤腔贛atlab/Simulink的控制系統(tǒng)開發(fā)及半實物仿真的軟硬件工作平臺，可實現(xiàn)與MATLAB/Simulink/RTW的完全無縫連接。

快速原型設備實時系統(tǒng)擁有實時性強，可靠性高，擴展性好等優(yōu)點，其硬件系統(tǒng)中的處理器具有高速的計算能力，并配備了豐富的I/O支持，用戶可以根據(jù)需要進行組合，軟件環(huán)境功能強大且使用便利，包括實現(xiàn)代碼自動生成/下載和試驗/調(diào)試的整套工具[5]。使用快速原型設備進行電機控制系統(tǒng)的開發(fā)還可以與模型在環(huán)仿真以及硬件在環(huán)仿真進行連接，有效的將開發(fā)過程串聯(lián)起來。

本文對永磁同步電機控制原理及方法進行了理論分析和仿真驗證，搭建了基于快速原型設備的永磁同步電機控制系統(tǒng)，利用Matlab/Simulink建模，使用圖形語言編程，通過快速原型工具Autobox實現(xiàn)了MTPA控制和id=0控制，并進行了兩種控制方法的分析與對比。

2.最大轉(zhuǎn)矩電流比控制方法

內(nèi)嵌式永磁同步電機（interiorperman-entmagnetsynchronousm