基于dsPIC30F4011的無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、摘要隨著永磁材料、電力電子技術(shù)和大功率開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展，無(wú)刷直流電機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是由于齒槽效應(yīng)、渦流效應(yīng)以及無(wú)刷直流電機(jī)采用電子換相，不可避免地產(chǎn)生了較大的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，制約其在高精度、高穩(wěn)定場(chǎng)合的應(yīng)用。因此，抑制轉(zhuǎn)矩波動(dòng)是無(wú)刷直流電機(jī)研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本文的主要研究工作：(1)本文首先對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，以三相Y接無(wú)刷直流電機(jī)為例，介紹了電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，分析并建立了電機(jī)的

2、數(shù)學(xué)模型。(2)針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的問(wèn)題，本文提出一種直接轉(zhuǎn)矩的控制策略，它是一種轉(zhuǎn)矩反饋的控制方法，直接在定子坐標(biāo)系下分析電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈，從而獲得快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，這種控制策略對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制效果好，響應(yīng)快。本文將其用于無(wú)刷直流電機(jī)的控制，利用其控制轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)得到較好的抑制，具有一定的實(shí)際意義。并在MATLAB環(huán)境下建立了電機(jī)控制系統(tǒng)的仿真模型，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明，這種控制策略能夠

3、有效地抑制無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。(3)設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)dsPIC30F401l的無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的控制系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)，其中硬件電路設(shè)計(jì)包括電源模塊、驅(qū)動(dòng)電路、微處理器控制電路、電流采樣電路和保護(hù)電路等的設(shè)計(jì)；在軟件設(shè)計(jì)中，應(yīng)用程序流程圖對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行了描述，包括主程序和中斷處理程序。關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電機(jī)；直接轉(zhuǎn)矩控制；轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制；dsPIC30F4011ABSTRACTWiththedevelopmentof

4、permanentmagnetmaterial，powerelectronicstechnologyandhighpowerswitchingdevices，PermanentmagnetbrushlessDCmotors(BLDCM)havebeenmoreandmorewidelyusedinindustryapplicationsHowever，becauseofsloteffect，eddycurrenteffectandele

5、ctroniccommutationwhichareusedbyBLDCM，thetorqueripplegeneratedbyBLDCMisinevitableThetorqueripplecanaffectperformanceoftheentiresystem，andmakestheapplicationofBLDCMinsomehi【ghprecisionandhighstabilityareasimpossibleSothet

6、orquerippleprohibitschemebecomethefocusofBLDCMresearchfieldThemainworkofthispaper：(1)TheresearchstatusofBLDCMisfirstlyillustratedinthepaperThentakingthethreephaseBLDCMforexample，thepaperdiscussesthestructureandtheoperati

7、ngprincipleofBLDCM，andanalysisandestablishesitsmathematicalmodel(2)ConsideringthebigtorquerippleoftheBLDCM，thispaperproposesBLDCMDTCstrategyTheDTCisatorquefeedbackcontrolmethodthatdirectlyanalysisBLDCMmathematicalmodelon

8、statorcoordinate，whichcancontrolthetorqueandfluxoftheBLDCMinordertocontrolthetorquerapidlyandwellInthispaper，theDTCthatisofhighdynamicperformanceisappliedintheBLDCMcontrolsysteminordertoinhibittheBLDCMtorquerippleThenbas

9、edontheMATLABenvironment，thesystemsimulatedmodelisestablished，andtheBLDCMcontrolsystemissimulatedSimulationresultsshowtllattheDTCschemecaneffectivelyinhibittheBLDCMtorqueripple(3)BLDCMDTCcontrolsystembasedondsPIC30F401lM

10、CUisdesigned，includingthehardwareandsoftwarecontrolsystemdesignThedesignofhardwarecircuitincludessourcecircuit，drivecircuit，controlcircuit，currentsamplingcircuitandprotectioncircuitandSOonProgramflowchartisusedinthedesig