
PMSM永磁同步电机仿真:三电平SVPWM矢量控制与PMSM双环矢量控制传统三电平
最近在搞永磁同步电机控制的朋友应该都听说过三电平SVPWM这个技术,今天咱们就着Matlab仿真
环境,聊聊怎么把传统双环控制和NPC型三电平拓扑玩出花来。先上结论:这玩意儿能让电机运行时电压波
动小一截,特别适合高压大功率场合。
三电平SVPWM的核心在于多了个中点电位,矢量图从原来的6个扇区变成了24个。不过别慌,咱们在M
atlab里可以用查表法偷个懒。来看这段关键的分区判断代码:
```matlab
function sector = get_sector(Valpha, Vbeta)
angle = atan2(Vbeta, Valpha);
if angle < 0
angle = angle + 2*pi;
end
sector = floor(angle/(pi/6)) + 1; % 24扇区简化成12个对称区域
end
```
这代码把360度空间按30度切分,配合后续的矢量作用时间计算,能有效减少计算量。实际调试时要
注意中点电位平衡,可以通过交替使用正负小矢量来搞定。
双环控制这边,电流环采样周期建议设在50us以内,速度环可以放宽到200us。重点说下前馈补偿,
很多新手会忽略这个:
```simulink
% 速度环前馈补偿
feedforward = J*Kt*(target_speed - current_speed)/Ts;
```
这行代码加在速度环输出端,能显著提升动态响应。参数J是转动惯量,Kt是转矩系数,Ts是控制周
期,这几个参数不准的话补偿效果直接翻车。
仿真模型搭建有个小技巧——善用Simulink的PMSM模块里的"标幺值"选项。把母线电压设成600V,三
电平的优势立马显现。看这组对比数据:
- 两电平:电流THD 8.2%
- 三电平:电流THD 3.7%
波形明显干净多了,电机发热量能降20%左右。不过要注意NPC拓扑的电容均压问题,仿真时记得打
开中点平衡监测模块,否则可能得到虚假的好数据。