梯形波永磁無刷直流電機(jī)的兩種控制方案及其相關(guān)問題研究.pdf

1、梯形波永磁無刷直流電機(jī)(Brushless DC Motor，BLDC)作為一種典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，因其具功率密度高，調(diào)速性能好、結(jié)構(gòu)可靠性高等優(yōu)點，而被廣泛用于工業(yè)各個領(lǐng)域。隨著對BLDC傳動系統(tǒng)性能要求的不斷提高，對各種控制方案進(jìn)行完善就顯得尤為重要。
　　由于傳統(tǒng)方波電流控制方案不利于BLDC的弱磁擴(kuò)速，其被應(yīng)用范圍自然受到了一定的限制。本文從矢量控制的角度出發(fā)，圍繞著BLDC的兩種控制方案:120度導(dǎo)通型的方波控制方案和

2、180度導(dǎo)通型的矢量控制方案進(jìn)行了研究，以期獲得實用的弱磁擴(kuò)速方案。
　　與正弦波永磁同步電機(jī)不同，考慮到BLDC電機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢為梯形波的特點，本文首先建立了基于定子反電動勢矢量定向的BLDC的數(shù)學(xué)模型，為進(jìn)一步研究上述兩種控制方案奠定理論基礎(chǔ)。
　　針對120度導(dǎo)通型的方波控制方案，本文從定子電流基本矢量的角度出發(fā)提出了一種新型的電流綜合矢量控制方案。該方案不僅適用于基速以下的恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，而且對基速以上的恒功率區(qū)也十分

3、有效，從而將120度導(dǎo)通型的方波控制方案擴(kuò)展至弱磁區(qū)?？紤]這種全新的電流綜合矢量控制方案需要全部的轉(zhuǎn)子位置信息，為此，本文還根據(jù)三個霍爾位置傳感器所獲得的轉(zhuǎn)子位置信息設(shè)計了轉(zhuǎn)子位置估計器。該轉(zhuǎn)子位置估計器對霍爾位置傳感器韻安裝位置具有一定的魯棒性。
　　對于180度導(dǎo)通型的矢量控制方案，本文參照傳統(tǒng)的基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的正弦波永磁同步電機(jī)矢量控制方案，建立了基于定子反電動勢矢量定向的適用于梯形波反電勢的BLDC矢量控制方案。該控制方