基于快速原型的永磁同步電機(jī)MTPA控制

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基于快速原型的永磁同步電機(jī)MTPA控制

本文對(duì)內(nèi)嵌式永磁同步電機(jī)的最大扭矩電流比（MTPA）控制方法進(jìn)行理論和仿真分析，利用Matlab/Simulink建立了電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真模型，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。通過(guò)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(biāo)電機(jī)上實(shí)現(xiàn)MTPA控制和id=0控制，對(duì)兩種控制方法進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了軟硬件系統(tǒng)的可行性。

永磁同步電機(jī);MTPA;快速原型;模型在環(huán)仿真

1.引言

2023年我國(guó)擁有2.4億輛的機(jī)動(dòng)車(chē)總量，1.2億輛的汽車(chē)保有量，每年汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量的平均增速都在10%以上，伴隨著汽車(chē)銷(xiāo)量每年的快速增長(zhǎng)，霧霾天氣也“經(jīng)久不散〞，汽車(chē)尾氣排放成為了形成霧霾天氣的重要原因。同時(shí)，因汽車(chē)尾氣中二氧化碳排放量巨大，對(duì)全球溫室效應(yīng)的影響也是不容忽視的。電動(dòng)汽車(chē)是汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的重大新技術(shù)，從節(jié)能、環(huán)境友好和可持續(xù)發(fā)展來(lái)看，發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于我國(guó)尤為重要。永磁同步電機(jī)因具有低速大扭矩、高速恒功率、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中[1-4]。

永磁同步電機(jī)的控制理論已經(jīng)相對(duì)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(cè)試驗(yàn)證，因此，開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)。傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法是通過(guò)DSP處理芯片和C代碼編程實(shí)現(xiàn)，不但需要編寫(xiě)繁雜的驅(qū)動(dòng)程序同時(shí)還要編寫(xiě)應(yīng)用程序，而且C語(yǔ)言不是圖形化語(yǔ)言，對(duì)于程序的繼承性很差。高效率、高質(zhì)量的開(kāi)發(fā)不但可以縮短開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)也可以降低開(kāi)發(fā)成本?？焖僭凸ぞ呤腔贛atlab/Simulink的控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及半實(shí)物仿真的軟硬件工作平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)與MATLAB/Simulink/RTW的完全無(wú)縫連接。

快速原型設(shè)備實(shí)時(shí)系統(tǒng)擁有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性高，擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，其硬件系統(tǒng)中的處理器具有高速的計(jì)算能力，并配備了豐富的I/O支持，用戶(hù)可以根據(jù)需要進(jìn)行組合，軟件環(huán)境功能強(qiáng)大且使用便利，包括實(shí)現(xiàn)代碼自動(dòng)生成/下載和試驗(yàn)/調(diào)試的整套工具[5]。使用快速原型設(shè)備進(jìn)行電機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)還可以與模型在環(huán)仿真以及硬件在環(huán)仿真進(jìn)行連接，有效的將開(kāi)發(fā)過(guò)程串聯(lián)起來(lái)。

本文對(duì)永磁同步電機(jī)控制原理及方法進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證，搭建了基于快速原型設(shè)備的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)，利用Matlab/Simulink建模，使用圖形語(yǔ)言編程，通過(guò)快速原型工具Autobox實(shí)現(xiàn)了MTPA控制和id=0控制，并進(jìn)行了兩種控制方法的分析與對(duì)比。

2.最大轉(zhuǎn)矩電流比控制方法

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