永磁同步电机（PMSM）最小损耗控制Simulink仿真

本篇文章主要进行永磁同步电机的最小损耗控制simulink仿真。

完整的阐述了最小损耗控制原理，考虑铁耗的永磁同步电机模型的搭建，FOC控制的整体搭建。

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永磁同步电机损耗分析

考虑铁耗的永磁同步电机数学模型

永磁同步电机最小损耗控制原理

永磁同步电机（PMSM）最小损耗控制Simulink仿真

控制策略整体框架

永磁电机模块

矢量控制模块

最小损耗控制模块

逆变器控制模块

损耗计算模块

测量模块

仿真结果

id=0的情况

电流

转速

转矩

铁损

总损耗

采用最小损耗的情况

电流

转速

转矩

铁损

总损耗

两种情况对比

总结

永磁同步电机损耗分析

（1）铜耗

绕组的铜耗是由定子电流在导线上产生的的损耗，包括为基本铜耗与附加铜耗两部分。永磁同步电机铜耗与定子电阻及电流成正比，其表达式为

（2）铁耗

永磁同步电机损耗的分析中比较复杂的当属电机子铁耗，电机的加工工艺硅钢片材料以及磁场频率等都是影响电机铁耗大小的重要因素。在永磁同步电机的损耗分析中，准确地对电机铁耗加以分析和计算尤为重要。

永磁同步电机内部的铁耗又可以分为磁滞损耗和涡流损耗两部分，这两部分铁耗产生的原理不同。

电机通电后，电机铁心处于交变的磁场中，磁畴之间不断产生摩擦所产生的损耗为磁滞损耗。当交变的磁通穿过电机铁心时，铁心内部会感生电流，即为涡流，涡流在铁心中产生的损耗即为涡流损耗。永磁同步电机铁耗的表达式为

（3）机械损耗：一般忽略

（4）杂散损耗：一般忽略

最小损耗控制的核心控制原理：

控制算法所能抑制的损耗仅与电机转速、转矩、定子d轴电流或磁链有关。由于转速和转矩由负载决定，因而各种损耗抑制算法的实质均是在满足负载需求的情况下调整定子d轴电流或磁链来起到损耗抑制效果的.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

考虑铁耗的永磁同步电机数学模型

此部分的simulink仿真搭建可以参考我写的文章：https://blog.csdn.net/Lookerkid/article/details/117227498

根据考虑铁耗的PMSM模型搭建的simulink仿真模型

永磁同步电机最小损耗控制原理

先得出考虑铁耗的等效电路

可以得到铜损和铁损表达式

及总损耗

要想得到永磁同步电机的最小损耗控制，只要使得dPL/diwd=0成立，即可求得最小损耗控制时的idw值

则此时的idref不在为0而是为下面的表达式：

结合矢量控制就可以实现最小损耗控制。