無刷直流電機(jī)高效驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)研究.pdf

1、無刷直流電機(jī)(BLDCM)既具有交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn),又具有直流電機(jī)的運(yùn)行效率高、勵(lì)磁損耗小以及調(diào)速性能好等諸多特點(diǎn),使它一經(jīng)出現(xiàn)就以極快的速度得到發(fā)展和普及。在航空航天和汽車工業(yè)等能量有限的供電系統(tǒng)中,由于無刷直流電機(jī)的功率較大,對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率和可靠性都要求較高,研究無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)效率,并實(shí)現(xiàn)高效驅(qū)動(dòng),具有迫切需求。本文圍繞BLDCM驅(qū)動(dòng)效率,開展了BLDCM高效驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)研究,主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如

2、下:
　　1.在闡述了課題的背景、意義以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了無刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及數(shù)學(xué)模型,基于Matlab/Simulink仿真軟件建立了無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型,以TI公司的TMS320F2812DSP為主控芯片,研制了無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),實(shí)驗(yàn)樣機(jī)和仿真模型具有較好的吻合度。
　　2.基于整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),推導(dǎo)了逆變電路損耗和電機(jī)損耗。為減小逆變電路損耗,采用了一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

3、主電路及其控制方法,通過添加前級(jí)雙向級(jí)聯(lián)Buck-Boost電路,利用同步整流技術(shù)減小逆變電路的開關(guān)損耗和續(xù)流損耗。新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的相電流較為平直,能夠很好地消除續(xù)流損耗,減小開關(guān)損耗和電機(jī)鐵耗,抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),達(dá)到高效驅(qū)動(dòng)的目的。
　　3.為提高電機(jī)運(yùn)行中的驅(qū)動(dòng)效率,研究了不同驅(qū)動(dòng)方式對(duì)驅(qū)動(dòng)效率的影響,分析了空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的基本原理,編寫了驅(qū)動(dòng)控制程序,實(shí)現(xiàn)了無刷直流電機(jī)正弦波SVPWM驅(qū)動(dòng)控制。試驗(yàn)對(duì)比了PWM驅(qū)動(dòng)

4、和SVPWM驅(qū)動(dòng),結(jié)果表明,相比方波PWM驅(qū)動(dòng),開關(guān)損耗最小SVPWM驅(qū)動(dòng)效率提高1.5％,常規(guī)SVPWM驅(qū)動(dòng)效率提高2.5%。
　　4.為進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)效率,研究了能量回饋制動(dòng)控制技術(shù)。在分析了其控制原理和調(diào)制方式的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了不同調(diào)制方式下的數(shù)學(xué)模型,針對(duì)傳統(tǒng)恒轉(zhuǎn)矩回饋制動(dòng)方式中逆變電路損耗較大的缺點(diǎn),提出了基于同步整流技術(shù)的回饋制動(dòng)控制新方法,得出了調(diào)制導(dǎo)通功率器件的邏輯順序,新型控制方法既能高效回饋能量,又能縮短制動(dòng)時(shí)間