Modeling and simulation of permanent magnet synchronous motor drive system

Abstract

The thesis deals with the detailed modeling of a permanent magnet synchronous motor drive system in Simulink. Field oriented control is used for the operation of the drive. The simulation includes all realistic components of the system. This enables the calculation of currents and voltages in different parts of the inverter and motor under transient and steady conditions. The losses in different parts are calculated, facilitating the design of the inverter. A closed loop control system with a Proportional Integral (PI) controller in the speed loop has been designed to operate in constant torque and flux weakening regions. Implementation has been done in Simulink. A comparative study of hysteresis and Pulse Width Modulation (PWM) control schemes associated with current controllers has been made in terms of harmonic spectrum and total harmonic distortion. Simulation results are given for two speeds of operation, one below rated and another above rated speed.

Este trabajo trata de modelaje detallado de motores sincrónicos de imán permanente en sistemas de mando utilizando Simulink. La simulación incluye todos los componentes reales del sistema de mando, permitiendo el cálculo de corrientes y voltajes en las diferentes partes del inversor y el del motor durante condiciones transitorias y en estacionarias. Las perdidas en las diferentes partes son calculadas para facilitar el diseño del inversor. Un sistema de lazo cerrado con un controlador PI en el lazo de velocidad fue diseñado para operar en las regiones de torque constante y reducción de flujo. Se realizo la implementación utilizando Simulink. Un estudio comparativo de los métodos de control hysteresis y PWM asociados a controladores de corriente, en términos de espectro harmónico y total de distorsión harmónica. Resultados de las simulaciones son presentadas para dos velocidades de operación, uno bajo la velocidad de placa y otra sobre la velocidad de placa.