直流無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法研究.pdf

1、近年來(lái)，直流無(wú)刷電機(jī)因?yàn)楣β拭芏雀?、控制方法?jiǎn)單而受到越來(lái)越多的關(guān)注。但其固有的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問(wèn)題限制了直流無(wú)刷電機(jī)在一些要求高精度的速度、位置伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，其中換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是直流無(wú)刷電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的主要原因。因此，探討直流無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制的方法成為研究的熱點(diǎn)，本文重點(diǎn)研究的是換相過(guò)程中的直流無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制問(wèn)題。
　　本文首先對(duì)直流無(wú)刷電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理進(jìn)行了理論分析，給出正反轉(zhuǎn)控制下的霍爾位置傳感器的配置規(guī)則

2、，并利用電磁場(chǎng)有限元分析軟件根據(jù)實(shí)際直流無(wú)刷電機(jī)模型的基本尺寸和參數(shù)，搭建電機(jī)的基本模型，隨后利用軟件的2D有限元模塊，對(duì)電機(jī)在空載和負(fù)載兩種情況下的瞬態(tài)性能進(jìn)行了仿真分析。以上為本文提出的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法提供了理論依據(jù)和仿真分析平臺(tái)。然后本文對(duì)直流無(wú)刷電機(jī)換相過(guò)程中轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)產(chǎn)生的原因進(jìn)行了理論分析，針對(duì)額定負(fù)載下直流無(wú)刷電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的工況，采用了延時(shí)導(dǎo)通控制的重疊換相法。對(duì)于重疊換相角難以確定的缺陷，本文通過(guò)直流無(wú)刷電機(jī)的2D有限元模

3、型，仿真推算出電機(jī)的最佳重疊換相角，解決了重疊換相角難以確定的問(wèn)題。隨后利用推導(dǎo)出的最佳重疊換相角并結(jié)合雙閉環(huán)控制方案對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制效果進(jìn)行了驗(yàn)證。為了對(duì)提出的理論進(jìn)行驗(yàn)證，搭建了以FPGA為數(shù)字控制器、以IGBT作為逆變電路核心的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。基于搭建的硬件平臺(tái)，綜合運(yùn)用 FPGA豐富的邏輯資源，針對(duì)電動(dòng)機(jī)信號(hào)檢測(cè)和控制的特點(diǎn)，采用模塊化編程思想，運(yùn)用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了PWM模塊、換相模塊、濾波模塊、霍爾測(cè)速模塊