基于DSP的無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制及其控制方法的研究.pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、泵類、空調(diào)系統(tǒng)等要求低能耗、低噪聲的場(chǎng)合,通過(guò)改進(jìn)電機(jī)的控制方法來(lái)提高無(wú)刷直流電機(jī)的效率,減少電機(jī)的能耗以及抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、減小噪聲是無(wú)刷直流電機(jī)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。無(wú)刷直流電機(jī)的控制方式有兩種,方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)。方波驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)有一個(gè)缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大,噪聲大,使其應(yīng)用領(lǐng)域大為受限。正弦波驅(qū)動(dòng)可有效減小無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),但通常情況下,采用正弦波驅(qū)動(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)相同的硬件條件下,實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的正弦波控制,具有很大的實(shí)際應(yīng)用意義。
　　 目前,在正弦波無(wú)刷直流電機(jī)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(wú)刷直流電機(jī)逆變器的直流電壓利用率低、開(kāi)關(guān)損耗大、輸出電壓中仍含有一定的低次諧波。針對(duì)SPWM控制技術(shù)的以上缺點(diǎn),本文在無(wú)刷直流電機(jī)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(lái)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)。本文通過(guò)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(kāi)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(wú)刷直流電機(jī)的相關(guān)控制算法,包括方波啟動(dòng)控制算法、兩相馬鞍形PWM計(jì)算方法以及領(lǐng)先角調(diào)整等。
　　 正弦波驅(qū)動(dòng)下,無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制是本文研究的另一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。本文從電機(jī)本體結(jié)構(gòu)和電機(jī)控制方法兩方面分析了抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)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(dòng)的抑制方法,介紹了兩種基于霍爾位置信號(hào)的轉(zhuǎn)子位置角度細(xì)分方法,即零階和一階位置估算算法,通過(guò)MATLAB建模仿真分析比較了這兩種算法的性能,并將步進(jìn)式PI控制應(yīng)用到無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制中,通過(guò)仿真驗(yàn)證了在步進(jìn)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(jī)在加減速時(shí)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),使電機(jī)加減速時(shí)更加平穩(wěn)。
　　 最后,本文設(shè)計(jì)完成了基于TMS320F2812數(shù)字信號(hào)處理器的無(wú)刷