六相永磁同步电动机矢量控制系统分析与仿真
赵兴涛，杨责杰，杨金波
(哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001)
摘要：分析了永磁同步电动机在六相静止坐标系下的数学模型，基于空间矢量解耦的方法，建立了六相永磁同步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型。在matlab／simulink环境下构建了六相永磁同步电动机矢量控制系统仿真模型。仿真结果验证了所建数学模型和仿真模块的正确性，证明了六相水磁同步电动机矢量控制系统具有动态响应快、稳态精度高、转矩脉动小等优点。
关键词：六相永磁同步电动机；数学模型；矢量控制；matlab／simulink
中图分类号：tm341 文献标识码：a 文章编号：1004—7018(2010)01—0015—03
0引言
与传统三相永磁同步电动机(以下简称pmsm)相比，多相pmsm具有很多突出的优点：降低了对功率器件容量的要求，易于实现低压大功率调速；由于相数冗余，运行可靠性高；可以有效消除磁动势5、7次等高次谐波，转矩脉动小。目前对多相pmsm的研究尚不成熟，限制了多相pmsm的应用[1]。六相pmsm的定子绕组由两套三相绕组组成，三相pmsm有很多成熟的理论和经验可以直接应用在六相电机上。相比于其它多相电动机，六相pmsm的应用比较广泛[2]。
本文建立了六相pmsm的数学模型，在此基础上建立了六相pmsm矢量控制系统的模型，并基于matlab／simulink进行仿真验证。仿真结果验证了所建模型的正确性，证明了六相pmsm矢量控制系统具有优越的动态和稳态性能，为进一步研究六相pmsm矢量控制系统奠定了基础。
1六相pmsm数学模型
1．1六相静止坐标系下电机数学模型
六相pmsm的定子绕组由两套三相绕组组成,如图1所示。第一套绕组记为abc，第二套绕组记为xyz，每套三相绕组中各相绕组轴线在空间上相差120。，两套三相绕组对应相之间的夹角为30。。为了便于分析，假设六相pmsm为理想电机，并按照电动机惯例选取坐标系的正方向。
在上述条件下，六相pmsm在六相静止坐标系下的电磁关系为以下形式。
(1)定子电压方程
式中：us为定子电压向量，us=[ua ub uc ux uy uz]t;is为定子电流向量，is=
阻矩阵,rs=rsi6x6,rs为定子电阻,i6x6为单位矩阵.
(2)定子磁链方程
式中：ls为定子电感矩阵，
ls=  链幅值；f(θ)为转子磁链在定子中作用的比例系数
线与定子^相绕组轴线的夹角(电角度)。
六相pmsm的定子电感矩阵包括定子自感和定子间互感。限于篇幅，在此不做详细介绍，仅列出其结果。
(3)电磁转矩方程
式中：t1为负载转矩；b为阻尼系数；ω为转子电角速度；j为转动惯量。
由以上分析可以看出，由于维数的增加，尤其是电感矩阵维数的增加，大大增加了电机数学模型z的复杂程度，这给多相电机的控制带来很大的困难。因此，必须采取合适的坐标变换，以简化电机模型。
1．2坐标变换
y.zhao在研究六相感应电机时，从矩阵变换
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