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江苏电器 

   (2008 No.12)

自从 F.Blaschke 首先提出磁场定向控制理论

以来

[1]

，工程师们广泛采用该理论对交流电机进行

控制，由于交流永磁同步电机转子磁场位置可以直

接检测，使得磁场定向控制理论得以成功应用。然

而，如何应用控制理论对永磁同步电机进行建模，

确定电流调节器和速度调节器的参数，进而对其进

行转速的精确控制却少有研究。文中采用磁场定向

控制理论，又利用矩阵和经典控制理论对交流永磁

同步电机进行了电流和角速度双闭环串级控制，系

统数学模型经 MATLAB 软件验证效果良好。

1  交流永磁同步电机的数学模型

交流永磁同步电机主要由定子和转子两部分构

成。定子中的三相绕组通过三相交流电产生旋转磁

场；转子通常是在圆柱型铁磁材料内或表面装配有

高性能的永久磁铁，比如稀土磁性材料或钕铁硼等

以获得较强磁场，且转子磁场分布为正弦或近似正

弦波形。当定子获得经过变频的三相电而在电机内

部产生旋转磁场时，由定子和转子磁场的相互作用

而产生转矩，该转矩推动转子以定子磁场同步的转

速旋转，从而达到变频调速的目的。

为了便于分析，将电机作如下假设

[2-4]

：定子三

相绕组对称，气隙均匀，忽略端部效应；忽略磁场饱

和及铁损的影响，磁路是线性的；变频器提供理想三

相电，忽略高次谐波；忽略转子轴的摩擦阻力。

电机电压平衡方程式为：

电机磁链平衡方程式为：

基于MATLAB软件的交流永磁同步电机调速系统研究

    Abstract: Introduction was made to a speed control system of AC permanent magnetic synchronous motor with a kind of fi eld oriented con-
trol theory. With application of modern control theory to decouple the coupling variables between d-q axis of motor, PI regulators of current rings 
and an angle speed ring have been designed by using classical control theory. MATLAB simulation results verify effectiveness of the method, 
but suitable adjustment of the system is still needed to achieve better effect according to actual conditions while the system is debugged.
    Key words: permanent magnetic synchronous motor; fi eld oriented control; MATLAB simulation

TIAN Yi

1

,  Thomas A Lipo

2

（1 

Department of Electric-machinery, Suzhou Economic & Trading Vocational Technology Institute, Suzhou 215008, China;

2 

Department of Electrical and Computer Engineering, University of Wisconsin-Madison, Madison 53706-1691, U.A.S.）

AC Permanent Magnetic Synchronous Motor Speed Control

System Study Based on MATLAB

作者简介：田逸(1963- )，男，讲师，工程师，本科，研究方向为电机的数字化控制，已在国内外发表论文10余篇。

田逸

1

，Thomas A Lipo

2

(1 苏州经贸职业技术学院 机电系，江苏 苏州 215008；2 Department of Electrical and Computer 

Engineering, University of Wisconsin-Madison, Madison 53706-1691, U.S.A.)

摘  要 ： 介绍了一种采用磁场定向理论控制交流永磁同步电机的调速系统，应用现代控制理论对

电机直交轴耦合分量进行了解耦，并利用经典控制理论设计了电流环和角速度环调节器。MATLAB 仿真

结果证明了该方法的有效性，但系统调试时仍需根据具体情况适当调整以得到更理想的效果。

关键词 ： 交流永磁同步电机 ；磁场定向控制 ；MATLAB 仿真

中图分类号 ：TM341    文献标识码 ：A    文章编号 ：1007-3175(2008)12-0026-05

(1)

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基于MATLAB软件的交流永磁同步电机调速系统研究