六相永磁同步電動機矢量控制系統分析與仿真
趙興濤，楊責杰，楊金波
(哈爾濱工業大學，黑龍江哈爾濱150001)
摘要：分析了永磁同步電動機在六相靜止坐標系下的數學模型，基于空間矢量解耦的方法，建立了六相永磁同步電動機在兩相同步旋轉坐標系下的數學模型。在matlab／simulink環境下構建了六相永磁同步電動機矢量控制系統仿真模型。仿真結果驗證了所建數學模型和仿真模塊的正確性，證明了六相水磁同步電動機矢量控制系統具有動態響應快、穩態精度高、轉矩脈動小等優點。
關鍵詞：六相永磁同步電動機；數學模型；矢量控制；matlab／simulink
中圖分類號：tm341 文獻標識碼：a 文章編號：1004—7018(2010)01—0015—03
0引言
與傳統三相永磁同步電動機(以下簡稱pmsm)相比，多相pmsm具有很多突出的優點：降低了對功率器件容量的要求，易于實現低壓大功率調速；由于相數冗余，運行可靠性高；可以有效消除磁動勢5、7次等高次諧波，轉矩脈動小。目前對多相pmsm的研究尚不成熟，限制了多相pmsm的應用[1]。六相pmsm的定子繞組由兩套三相繞組組成，三相pmsm有很多成熟的理論和經驗可以直接應用在六相電機上。相比于其它多相電動機，六相pmsm的應用比較廣泛[2]。
本文建立了六相pmsm的數學模型，在此基礎上建立了六相pmsm矢量控制系統的模型，并基于matlab／simulink進行仿真驗證。仿真結果驗證了所建模型的正確性，證明了六相pmsm矢量控制系統具有優越的動態和穩態性能，為進一步研究六相pmsm矢量控制系統奠定了基礎。
1六相pmsm數學模型
1．1六相靜止坐標系下電機數學模型
六相pmsm的定子繞組由兩套三相繞組組成,如圖1所示。第一套繞組記為abc，第二套繞組記為xyz，每套三相繞組中各相繞組軸線在空間上相差120。，兩套三相繞組對應相之間的夾角為30。。為了便于分析，假設六相pmsm為理想電機，并按照電動機慣例選取坐標系的正方向。
在上述條件下，六相pmsm在六相靜止坐標系下的電磁關系為以下形式。
(1)定子電壓方程
式中：us為定子電壓向量，us=[ua ub uc ux uy uz]t;is為定子電流向量，is=
阻矩陣,rs=rsi6x6,rs為定子電阻,i6x6為單位矩陣.
(2)定子磁鏈方程
式中：ls為定子電感矩陣，
ls=  鏈幅值；f(θ)為轉子磁鏈在定子中作用的比例系數
線與定子^相繞組軸線的夾角(電角度)。
六相pmsm的定子電感矩陣包括定子自感和定子間互感。限于篇幅，在此不做詳細介紹，僅列出其結果。
(3)電磁轉矩方程
式中：t1為負載轉矩；b為阻尼系數；ω為轉子電角速度；j為轉動慣量。
由以上分析可以看出，由于維數的增加，尤其是電感矩陣維數的增加，大大增加了電機數學模型z的復雜程度，這給多相電機的控制帶來很大的困難。因此，必須采取合適的坐標變換，以簡化電機模型。
1．2坐標變換
y.zhao在研究六相感應電機時，從矩陣變換
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