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一、添加PMSM模块

二.参数设置

1.Configuration（配置）

2.Parameters（参数配置）

3.Advanced（高级设置）

        以MATLAB R2019a版本，首先查找PMSM模块的位置，打开Simulink Library Browser，选择View->Library Browser或者直接点击

        如图所示：                           

        打开Simulink Library Browser之后，在Simscape目录下查找PMSM模块，如图所示：

        将PMSM模块添加到Simulink中，如图所示：           

        双击电机模型，弹出如图所示的对话框：             

        从图中可知三相PMSM模块的设置包括3个部分：Configuration（配置）、Parameters（参数设置）和Advanced（高级设置）。

        如图所示的Configuration（配置）界面：

Configuration（配置）选项包含5个选项配置：

（1）Number of phase（相数）

        Number of phase（相数）选项设置电机的相数，里面包含“3”和“5”两个选项，如图所示：                                                  

        选择“3”时表示为三相PMSM，当选择“5”时表示五相PMSM。当Back EMF waveform被设置成Trapezoidal方式时，或者Rotor type被设置成Salient-pole方式时，此处将不能进行功能选择。

（2）Back EMF waveform（反电动势波形）

        Back EMF waveform（反电动势波形）包含Sinusoidal和Trapezoidal两个选项。如图所示：   

        选择Sinusoidal表示PMSM为正弦波激励，选择Trapezoidal表示PMSM为梯形波激励。无论选择哪种模式，PMSM的Number of phase都不能设置成5。

（3）Rotor type（转子类型）

        Rotor type（转子类型）包含Round和Salient-pole两个选项。如图所示：                          

        选择Round表示电机转子为隐极型，选择Salient-pole表示电机转子为凸极型。

（4）Mechanical input（机械输入方式）

        Mechanical input（机械输入方式）包含Troque Tm、Speed和Mechanical rotational三个选项。如图所示：                                   

        其中较为常用的是前面两个，Troque Tm表示负载转矩，Speed表示机械角速度。

（5）Preset model（电机类型）

        Preset model（电机类型）包含No和各种功率等级的电机选项。如图所示：          

        当选择No时，可以对电机的参数进行修改；当选择其他类型的电机时，电机参数已经确定，将不能对电机的参数进行设置。

        如图所示的Parameters（参数配置）界面：             

        此时，Number of phases设置成3，Back EMF waveform设置为Sinusoiddal，Rotor type设置为Salient-pole。Parameters（参数配置）选项有5个需要设置的选项。

（1）Stator phase resistance Rs（ohm）（定子电阻）：设置电机定子电阻的大小，单位为Ω。

（2）Inductances[Ld(H) Lq(H)]（定子电感）：设置电机定子电感的大小，单位为H。

（3）Machine constant（电机常量值）：当Specify选择Flux linkage established by magnets（V.s）时，可以对Flux linkage（永磁体磁链）进行设置大小，单位为Wb；当Specify选择Voltage Constant时，可以对Voltage Constant进行设置大小，单位为V/krpm；当Specify选择Torque Constant时，可以对Torque Constant进行设置大小，单位为N.m。

（4）Inertia，viscous damping，pole pairs，static friction[J(kg.m^2)]：可以分别设置电机的转动惯量。阻尼系数和极对数，viscous damping通常设置为0。

（5）Initial conditions[wm(rad/s) thetam(deg) is,ib(A)]（电机的初始状态）：可以设置包括机械角速度、转子位置、相电流ia和ib在内的数值大小。

        当选择Advanced（高级设置）时，其显示界面如图所示：              

Advanced（高级设置）包含2个设置项。

（1）Sample time（-1 for inherited）：可以对采样时间进行设置，当powergui设置为continues时，默认为-1，表示采用内部的采样时间；当powergui设置为discrete时，可以对采样时间进行设置。

（2）Rotor flux position when theta = 0：此处用来设置同步旋转坐标的选择。当选择Aligned with phase A axis（original Park）时，表示同步旋转坐标采用的如下所示的坐标系：                            

        当选择90degrees behind phase A axis（modified Park）时，表示同步旋转坐标系采用的是MATLAB自身所采用的坐标系，如图所示：  

有些文件搭建的仿真模型中点击输出的角度通常乘以一个常数再减去pi/2，这是为什么呢？

        原因很简单，从前面建立的三相PMSM数学模型可以看出，整个计算过程使用的都是电角速度或电角度量，而从电机输出的角度确实机械角度，需要将机械角度转换成电角度，两者的关系是电机的极对数Pn。另外，当选择Aligned with phase A axis（Original Park），且采用图1-2所示的坐标时，搭建三相PMSM的矢量控制系统仿真模型可以直接使用电机的转子位置角度进行坐标变换计算，而不需要将电角度减去pi/2。当选择90 degrees behind phase A axis（modified Park），且仍然采用图1-2所示的坐标系进行建模时，需要将电角度减去pi/2，后再进行坐标变换计算；相反，如果采用图1-6所示的坐标系进行建模，则不需要将电角度减去pi/2，因此，在搭建三相PMSM仿真模型时必须统一坐标系，注意区分两种坐标系变换的差别，这样才能得出正确的结果。