永磁电动机的建模与仿真

摘  要

在电子信息技术不断发展和新型电机控制理论日益成熟的双重推动下，永磁同步电动机的多个行业得到了广泛应用。与传统的电励磁同步电机相比，永磁同步电机具有节能节电、高效环保、结构简单等优点。近年来，人们对于电机控制的要求逐渐提高，例如要求算法合理、兼容性好、开发周期段等，在

Mat lab 环境下建立永磁同步电机控制系统的仿真建模，满足了上述一系列要求，对于丰富永磁同步电机控制系统设计理论提供了依据。

永磁电动机作为一种新型的电动机，其在各行各业与日常生活中应用非常广泛；永磁电动机分类多种，其中的永磁同步电动机(PMSM)由于其较小的转动

惯量，较高的功率密度和运行效率等优点，使得其发展和应用空间很广泛；通过Scope模块对定子三相电流，电机转速、转子的转角、转矩以及dq轴电流进行观察，并对系统中的参数进行及时地修改；最后的结果表明，该调速系统具有启动快、调速特性好、响应速度快和稳定性好等优点，为电动机在实际的调速系统设计中提供了可靠的理论依据。本文就永磁电动机中的永磁同步电机进行工作原理，结构的基本讲解以及用MATLAB/Simulink对永磁同步电动机的调速控制进行建模和仿真。

本文主要分五章内容来讲解永磁电动机，第一章讲解了永磁电动机的结构和工作原理。第二章讲解了永磁电动机的分类，哪些永磁电动机运用在哪些场合。第三章讲解了建模、仿真软件Matlab/Simulink的介绍，主要用于后面章节中永磁电动机的建模和仿真。第四章讲解了永磁同步电机在Matlab/Simulink环境下的建模和仿真。第五章讲解了永磁同步电机在新能源汽车中的应用。

关键词：永磁同步电动机；坐标变换；矢量控制；仿真建模；MATLAB/Simulink

目  录

摘要 I

一、永磁电动机的结构和工作原理 3

（一）引言 3

（二）永磁电动机的机构 3

（三）永磁电动机的工作原理 5

二、永磁电动机的分类 6

（一）直流永磁电机 6

1.直流永磁电机 6

2无刷.直流永磁电机 6

3. 无刷直流永磁电动机和有刷直流电动机 6

（二）永磁同步电机 7

1.永磁同步电机. 7

2. 永磁同步电动机与无刷直流永磁电动机. 7

三、建模、仿真软件Matlab/Simulink的介绍 8

（一）编程环境相对简单 8

（二）处理能力强 8

四、永磁同步电机在Matlab/Simulink环境下的建模和仿真 8

（一）永磁电动机的数学特性 9

（二）PMSM 本体模块 10

（三）矢量控制模块 10

（四）仿真结果 11

五、永磁同步电机在新能源汽车中的应用 12

结束语 13

参考文献 14

致谢 15