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永磁无刷直流电机(PMBLDCM)在快速性、可控性、可靠性、体积小、重量轻、节能、效率高、耐受环境、经济性和控制系统较异步电机简单等方面具有明显的优势,因而广泛应用于当今国民经济各个领域,如航空航天,工业机器人,医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺以及家用电器等。本论文首先介绍了永磁无刷直流电机控制系统的研究现状和发展趋势。介绍了永磁无刷直流电机的结构,分析了永磁无刷直流电机的运行原理,在传统数学模型的基础上,推导出一种更具实用价值的数学模型,作为永磁无刷直流电机的直接转矩控制控制策略研究的基础。其次,本文将直接转矩控制方法应用于永磁无刷直流电机的控制,以期达到抑制转矩脉动的目的。分析比较永磁同步电机的控制策略,讨论了永磁无刷直流电机直接转矩控制的思想、数学模型和控制系统结构,给出了永磁无刷直流电机的一种直接转矩控制方案。最后对该永磁无刷直流电机的直接转矩控制方案进行了仿真研究。仿真结果表明,本文提出的直接转矩控制方案能有效抑制永磁无刷直流电机的转矩脉动。论文最后设计了一种3KW永磁无刷直流电机直接转矩控制系统的实现方案,详细分析了控制系统的硬件电路和软件设计,搭建了样机系统的试验平台。重点介绍了永磁无刷直流电机直接转矩控制系统的硬件电路,该硬件电路主要由TMS320F2808 DSP构成主控电路、功率驱动电路和旋转变压器TS2225N12E102与解码芯片AU6802N1构成的高精度位置/速度检测电路组成。在永磁无刷直流电机直接转矩控制理论的基础上,进行了控制系统的软件总体设计,并完成了部分软件功能模块的调试工作。针对系统的工作环境,对系统进行了热计算并讨论了散热器的选择,并对永磁无刷直流电机直接转矩控制系统的电磁兼容问题进行了分析。