無刷直流電機高效驅動控制技術研究.pdf

1、無刷直流電機(BLDCM)既具有交流電機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點,又具有直流電機的運行效率高、勵磁損耗小以及調速性能好等諸多特點,使它一經出現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,由于無刷直流電機的功率較大,對驅動系統(tǒng)的效率和可靠性都要求較高,研究無刷直流電機驅動效率,并實現高效驅動,具有迫切需求。本文圍繞BLDCM驅動效率,開展了BLDCM高效驅動控制技術研究,主要研究內容和結論如

2、下:
　　1.在闡述了課題的背景、意義以及國內外研究現狀的基礎上,詳細分析了無刷直流電機的基本結構、工作原理以及數學模型,基于Matlab/Simulink仿真軟件建立了無刷直流電機驅動系統(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驅動系統(tǒng)的實驗樣機,實驗樣機和仿真模型具有較好的吻合度。
　　2.基于整體驅動系統(tǒng),推導了逆變電路損耗和電機損耗。為減小逆變電路損耗,采用了一種新型驅動系統(tǒng)

3、主電路及其控制方法,通過添加前級雙向級聯Buck-Boost電路,利用同步整流技術減小逆變電路的開關損耗和續(xù)流損耗。新型驅動系統(tǒng)的相電流較為平直,能夠很好地消除續(xù)流損耗,減小開關損耗和電機鐵耗,抑制轉矩脈動,達到高效驅動的目的。
　　3.為提高電機運行中的驅動效率,研究了不同驅動方式對驅動效率的影響,分析了空間矢量脈寬調制(SVPWM)的基本原理,編寫了驅動控制程序,實現了無刷直流電機正弦波SVPWM驅動控制。試驗對比了PWM驅動

4、和SVPWM驅動,結果表明,相比方波PWM驅動,開關損耗最小SVPWM驅動效率提高1.5％,常規(guī)SVPWM驅動效率提高2.5%。
　　4.為進一步提高驅動效率,研究了能量回饋制動控制技術。在分析了其控制原理和調制方式的基礎上,推導了不同調制方式下的數學模型,針對傳統(tǒng)恒轉矩回饋制動方式中逆變電路損耗較大的缺點,提出了基于同步整流技術的回饋制動控制新方法,得出了調制導通功率器件的邏輯順序,新型控制方法既能高效回饋能量,又能縮短制動時間