基于SVPWM的電動汽車永磁同步電機控制系統設計與實現

徐 丹

(江蘇聯合職業技術學院常州劉國鈞分院，江蘇 常州 213025)

隨著社會汽車保有量快速增加，同時也引起環境污染、資源消耗等諸多社會問題。發展電動汽車是解決環境污染和能源短缺問題的方案之一[1]。電動機是電動汽車行駛的直接動力源，通過電機控制系統進行電機控制實現對電動汽車的動力調整，因此電動汽車電機控制系統是影響汽車調速性能的關鍵因素[2-3]。現階段電動汽車普遍以永磁同步電機(PMSM)為汽車驅動電機，常見的控制策略有矢量控制[4]、直接轉矩控制[5]、無位置傳感器控制[6]等，其中矢量控制作為一種動態穩定性強、響應快的控制策略，受到眾多學者的青睞[7]。

本文設計了基于空間矢量控制技術(svpwm)的永磁同步電機驅動控制系統，運用Matlab工具的 Sim Powersystems模塊進行控制系統的仿真，進而分析系統控制性能。以STM32芯片為核心進行硬件電路的設計，在C語言中完成程序設計。利用Simulink完成永磁同步電機控制模型的搭建，在完成系統參數整定后進行系統的調試，選擇額定功率為6kW的永磁同步電機搭建實驗平臺進行測試，完成了實驗驗證。

1 SVPWM原理

空間矢量控制技術是永磁同步電機控制的一種新穎的方法，SVPWM控制技術通過跟蹤電機旋轉磁場的方式不斷修正PWM波形實現電機控制，從本質上講這是一種磁鏈跟蹤控制策略，能夠達到對電機及逆變器的一體化控制[8]

三相電壓型逆變器結構如圖1所示。VT1-VT6為六個功率開關管，由六路PWM信號進行控制，逆變器輸出為ua、ub和uc。……