永磁同步电机伺服系统设计案例
针对永磁同步电机伺服系统设计要求,通过磁路法电机设计软件 + 有限元电磁场分析软件+ 系统仿真软件组成的解决平台,实现了从电机到电路的完整系统设计,仿真结果与实验结果具有良好的一致性。
设计流程
设计流程如图1所示,根据永磁伺服系统设计要求,首先通过系统仿真软件建立了系统级的电路及控制系统,以实现系统原理的仿真验证。继而针对系统的关键执行部件电机,通过磁路法电机设计软件 +有限元电磁场分析软件进行了基于磁路法和有限元分析的电机优化设计,并成功提取了精确的基于电磁场分析的电机模型。最后把该电机模型代入系统原理仿真图取代系统级电机模型,并建立与实际系统吻合的部件级电路结构图,从而实现与实际系统相一致的精确系统仿真,以实现设计系统的完整性能预测与把握。
系统原理论证
系统原理验证仿真结构图如图2所示,其中电路采用三相逆变桥结构,控制原理采用转子磁场定向+SPMW控制方式,而系统关键部件电机采用系统级模型。
仿真结果如图3所示,其中(a)为参考转速(蓝色)和实际转速(红色)图,(b)为电机转矩,(c)为电机三相电流。仿真结果可见系统具有良好的动静态响应,满足伺服系统的要求。
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