论文部分内容阅读
无刷直流电机(BLDCM)凭借其体积小,功率密度高,省略电刷,安全系数高等诸多优点,在生产生活中得到了广泛的应用。直接转矩控制(DTC)结构简单,直接以转矩作为控制目标,响应速度快,具有良好的动、静态特性。目前,直接转矩控制已经成功的运用到永磁同步电机、异步电机控制技术中,针对方波无刷直流电机控制系统,由于其反电势的非正弦性,采用两相120°导通的控制模式,同时可以获得较大的输出转矩,这也使得无刷直流电机直接转矩控制成为目前的研究热点问题。本文以无刷直流电机为研究对象,重点开展两相导通模式下,无刷直流电机直接转矩控制系统转矩脉动抑制方法的研究。本文首先建立了无刷直流电机的数学模型,详细分析了传统直接转矩控制的控制原理,电压矢量的选择方案,并且以此为依据,确立了传统两相导通无刷直流电机DTC控制方案,且利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了传统DTC系统的仿真模型,为进一步研究和改进DTC系统提供研究基础。同时,本文搭建了以TI公司DSPTMS320F28335为核心控制芯片的硬件实验电路和实验平台进行直接转矩控制的实验,为本文的实验研究提供硬件支撑。其次,通过对已有的两相导通模式下的无刷直流电机DTC数学模型的分析,并通过数学推导,分析引起转矩脉动较大的因素。在此基础上,提出一种改进的基于占空比调制的无刷直流电机DTC控制方法。通过仿真软件和硬件实验平台的测试对比,仿真结果与实验结果基本一致,初步验证本文提出方法对抑制转矩脉动的有效性。在前文的基础上,本文通过对换相过程中不同方式下数学模型进一步分析,将采用不同零矢量时产生的换相电流脉动进行对比,得出一种适用于该系统的电压矢量选择方法,通过选择不同的零电压矢量的组合,以实现较小的换相电流脉动。通过仿真软件和硬件实验平台的测试对比,仿真结果与实验结果相一致,初步说明了,所提的方法具有避免较大换相转矩脉动的效果。