摘要:随着电力电子技术、微电子技术、新材料技术和现代电机控制理论的发展，交流调速系统逐步取代直流调速系统已成为必然的发展趋势。本文设计了永磁同步电机调速系统，利用坐标变换原理分析了永磁同步电机数学模型；在理论分析的基础上，利用仿真软件建立了永磁同步电机矢量控制系统，并进行了调速系统仿真验证，调速系统运行稳定性良好；其次，利用变频器、PLC等硬件设备设计了开环永磁同步电机调速系统，通过实验平台对其进行了验证，能够实现电机的稳定调速，并使用上位机组态软件对系统进行了监测和控制。

关键词 永磁同步电机；矢量控制；调速系统

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 研究背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.2.1 国外研究现状-1

1.2.2 国内研究现状-2

1.3 永磁同步电机调速系统发展趋势-2

2 永磁同步电机数学模型及控制策略-5

2.1 永磁同步电机的结构-5

2.2 坐标变换原理-5

2.3 永磁同步电机数学模型-8

2.3.1 定子电压方程和磁链方程-8

2.3.2 电动机转矩方程-9

2.3.3 运动方程-9

2.4 永磁同步电机控制策略-9

2.4.1 矢量控制策略-9

2.4.2 直接转矩控制策略-10

2.5 两种控制方案的比较-11

3 永磁同步电机调速系统的仿真-13

3.1 MATLAB软件的介绍-13

3.2 永磁同步电机的仿真建模-14

3.3 CHBPWM技术的原理-15

3.4 PMSM矢量控制变频调速系统的建模-16

3.5 仿真结果-19

4 开环调速系统执行机构的实现-23

4.1 实验原理-23

4.2 变频器的设置-23

4.2.1 西门子MM420的介绍-23

4.2.2 变频器的矢量控制-25

4.2.3 变频器的参数设置-26

4.3 硬件主电路的设计-27

4.3.1 硬件主电路的设计-27

4.3.2 PLC控制程序的编写-29

4.4 上位机软件-32

4.4.1 MCGS组态软件的介绍-32

4.4.2 MCGS工程的编写-32

4.5 实验结果-34

4.6 系统缺陷及改进-36

结论-37

致谢-39

参考文献-41