基于三電平逆變器的無刷直流電機(jī)控制策略研究.pdf

1、近些年來,無刷直流電機(jī)憑借著其優(yōu)越的性能已經(jīng)在汽車領(lǐng)域、家電應(yīng)用、航空航天等其他工業(yè)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。無刷直流電機(jī)的控制技術(shù)也發(fā)展的比較成熟?，F(xiàn)在無刷直流電機(jī)的研究熱點(diǎn)主要集中在三個(gè)方面:無位置傳感器控制技術(shù)研究;轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制研究;智能控制研究。而國(guó)內(nèi)在這三個(gè)方面的研究主要針對(duì)的是中小功率的無刷直流電機(jī)。隨著電力電子技術(shù)和永磁體材料技術(shù)的發(fā)展,無刷直流電機(jī)的功率越來越大,傳統(tǒng)的兩電平逆變電路將不在適合用來驅(qū)動(dòng)大功率無刷直流電機(jī)。

2、　　本文針對(duì)大功率無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的問題,提出了用中性點(diǎn)鉗位型三電平逆變電路來代替兩電平逆變電路的想法。然后根據(jù)三電平逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析了其驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)的控制原理和功率管的 PWM調(diào)制方式。最后根據(jù)上面的理論在Matlab中對(duì)三電平逆變器驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。仿真包括了有位置和無位置兩種情況,其中無位置傳感器控制模塊不再采用傳統(tǒng)的反電動(dòng)勢(shì)延遲30°的方法,而是采用線電壓差值移相90°的方法,線電壓差值法的優(yōu)勢(shì)在于

3、其幅值大小是相電壓的2-4倍,這使得無刷直流電機(jī)的調(diào)速范圍更大。同時(shí)針對(duì)無刷直流電機(jī)無位置傳感器啟動(dòng)難的問題,仿真中加入了三段式啟動(dòng)模塊:轉(zhuǎn)子預(yù)定位、轉(zhuǎn)子預(yù)加速、狀態(tài)切換,真實(shí)的模擬三電平逆變器驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況。仿真的結(jié)果與理論分析一致,最后把三電平逆變器驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電流的波形與兩電平驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了對(duì)比,證明了三電平逆變器驅(qū)動(dòng)無刷直流電機(jī)的優(yōu)越性。
　　最后,本文采用TI公司的TMS320