基于双PI控制器和SVPWM的定转子双永磁同步电机simulink建模与仿真

1.课题概述

       为了实现定转子双永磁同步电机的高性能控制，通常采用双 PI 控制器和 SVPWM 技术。双 PI 控制器可以分别对电机的电流和转速进行控制，提高系统的动态性能和稳态精度。SVPWM 技术可以实现电机的高效控制，降低电机的谐波损耗和噪声。本课题主要实现基于双PI控制器和SVPWM的定转子双永磁同步电机simulink建模与仿真。

2.系统仿真结果

（完整程序运行后无水印）

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

4.系统原理简介

       随着工业自动化和节能减排的要求不断提高，永磁同步电机因其高效率、高功率密度和良好的动态性能等优点，在工业生产、交通运输和家用电器等领域得到了广泛的应用。定转子双永磁同步电机作为一种新型的永磁同步电机，具有更高的转矩密度和更低的转矩脉动，成为了当前电机领域的研究热点之一。

       为了实现定转子双永磁同步电机的高性能控制，通常采用双 PI 控制器和 SVPWM 技术。双 PI 控制器可以分别对电机的电流和转速进行控制，提高系统的动态性能和稳态精度。SVPWM 技术可以实现电机的高效控制，降低电机的谐波损耗和噪声。

4.1 永磁同步电机的基本结构和工作原理

（一）基本结构

       永磁同步电机主要由定子、转子和永磁体组成。定子由定子铁芯和三相绕组组成，转子由转子铁芯和永磁体组成。永磁体通常采用钕铁硼等高性能永磁材料，具有高磁能积和高矫顽力等特点。

（二）工作原理

       永磁同步电机的工作原理是基于磁场的相互作用。当定子绕组通入三相交流电时，会产生一个旋转磁场。旋转磁场与转子永磁体产生的磁场相互作用，使转子跟随旋转磁场同步旋转。

根据转子结构的不同，永磁同步电机可以分为表面式永磁同步电机和内置式永磁同步电机。表面式永磁同步电机的永磁体安装在转子表面，结构简单，制造方便，但转矩密度较低。内置式永磁同步电机的永磁体安装在转子内部，结构复杂，制造难度较大，但转矩密度较高。

4.2 双PI控制器的设计方法

       为了使电流环具有良好的动态性能和稳态精度，可以根据系统的性能指标要求，选择合适的比例系数和积分系数。通常可以采用试凑法或根轨迹法等方法来确定比例系数和积分系数。

4.3 SVPWM 的实现原理

       SVPWM 是一种基于空间矢量的脉宽调制技术，它通过控制逆变器的开关状态，使电机的定子电压矢量逼近给定的参考电压矢量，从而实现电机的高效控制。在三相坐标系中，定子电压矢量可以表示为：