基于DSP的無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制及其控制方法的研究.pdf

1、無刷直流電機廣泛應(yīng)用于風(fēng)機、泵類、空調(diào)系統(tǒng)等要求低能耗、低噪聲的場合,通過改進電機的控制方法來提高無刷直流電機的效率,減少電機的能耗以及抑制轉(zhuǎn)矩脈動、減小噪聲是無刷直流電機控制領(lǐng)域的研究熱點。無刷直流電機的控制方式有兩種,方波驅(qū)動和正弦波驅(qū)動。方波驅(qū)動無刷直流電機有一個缺點是轉(zhuǎn)矩脈動大,噪聲大,使其應(yīng)用領(lǐng)域大為受限。正弦波驅(qū)動可有效減小無刷直流電機的轉(zhuǎn)矩脈動,但通常情況下,采用正弦波驅(qū)動時要增加系統(tǒng)的硬件配置和成本。因此,怎樣在與方波驅(qū)

2、動時相同的硬件條件下,實現(xiàn)無刷直流電機的正弦波控制,具有很大的實際應(yīng)用意義。
　　 目前,在正弦波無刷直流電機的控制中,應(yīng)用最多的是SPWM控制技術(shù)。但是,在SPWM控制技術(shù)作用下,無刷直流電機逆變器的直流電壓利用率低、開關(guān)損耗大、輸出電壓中仍含有一定的低次諧波。針對SPWM控制技術(shù)的以上缺點,本文在無刷直流電機線電壓控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用一種新的、可稱為兩相馬鞍形PWM的控制方法來驅(qū)動無刷直流電機。本文通過MATLAB仿真分析

3、了兩相馬鞍形PWM控制方法,仿真結(jié)果表明兩相馬鞍形PWM控制方法較之常規(guī)SPWM控制方法,可使逆變器直流電壓利用率提高15％,減少1/3的開關(guān)損耗;另外本文還分析了兩相馬鞍形PWM控制方式下,正弦波無刷直流電機的相關(guān)控制算法,包括方波啟動控制算法、兩相馬鞍形PWM計算方法以及領(lǐng)先角調(diào)整等。
　　 正弦波驅(qū)動下,無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動的抑制是本文研究的另一個重點內(nèi)容。本文從電機本體結(jié)構(gòu)和電機控制方法兩方面分析了抑制轉(zhuǎn)矩脈動的方法。著

4、重分析了由轉(zhuǎn)子位置估算誤差引起的轉(zhuǎn)矩脈動的抑制方法,介紹了兩種基于霍爾位置信號的轉(zhuǎn)子位置角度細分方法,即零階和一階位置估算算法,通過MATLAB建模仿真分析比較了這兩種算法的性能,并將步進式PI控制應(yīng)用到無刷直流電機轉(zhuǎn)速控制中,通過仿真驗證了在步進式轉(zhuǎn)速PI控制下,一階位置估算算法的估算誤差更小,從而降低了電機在加減速時的轉(zhuǎn)矩脈動,使電機加減速時更加平穩(wěn)。
　　 最后,本文設(shè)計完成了基于TMS320F2812數(shù)字信號處理器的無刷