基于DSP的無刷直流電機轉矩脈動抑制及其控制方法的研究.pdf

1、無刷直流電機廣泛應用于風機、泵類、空調系統(tǒng)等要求低能耗、低噪聲的場合,通過改進電機的控制方法來提高無刷直流電機的效率,減少電機的能耗以及抑制轉矩脈動、減小噪聲是無刷直流電機控制領域的研究熱點。無刷直流電機的控制方式有兩種,方波驅動和正弦波驅動。方波驅動無刷直流電機有一個缺點是轉矩脈動大,噪聲大,使其應用領域大為受限。正弦波驅動可有效減小無刷直流電機的轉矩脈動,但通常情況下,采用正弦波驅動時要增加系統(tǒng)的硬件配置和成本。因此,怎樣在與方波驅

2、動時相同的硬件條件下,實現(xiàn)無刷直流電機的正弦波控制,具有很大的實際應用意義。
　　 目前,在正弦波無刷直流電機的控制中,應用最多的是SPWM控制技術。但是,在SPWM控制技術作用下,無刷直流電機逆變器的直流電壓利用率低、開關損耗大、輸出電壓中仍含有一定的低次諧波。針對SPWM控制技術的以上缺點,本文在無刷直流電機線電壓控制技術的基礎上,采用一種新的、可稱為兩相馬鞍形PWM的控制方法來驅動無刷直流電機。本文通過MATLAB仿真分析

3、了兩相馬鞍形PWM控制方法,仿真結果表明兩相馬鞍形PWM控制方法較之常規(guī)SPWM控制方法,可使逆變器直流電壓利用率提高15％,減少1/3的開關損耗;另外本文還分析了兩相馬鞍形PWM控制方式下,正弦波無刷直流電機的相關控制算法,包括方波啟動控制算法、兩相馬鞍形PWM計算方法以及領先角調整等。
　　 正弦波驅動下,無刷直流電機轉矩脈動的抑制是本文研究的另一個重點內容。本文從電機本體結構和電機控制方法兩方面分析了抑制轉矩脈動的方法。著

4、重分析了由轉子位置估算誤差引起的轉矩脈動的抑制方法,介紹了兩種基于霍爾位置信號的轉子位置角度細分方法,即零階和一階位置估算算法,通過MATLAB建模仿真分析比較了這兩種算法的性能,并將步進式PI控制應用到無刷直流電機轉速控制中,通過仿真驗證了在步進式轉速PI控制下,一階位置估算算法的估算誤差更小,從而降低了電機在加減速時的轉矩脈動,使電機加減速時更加平穩(wěn)。
　　 最后,本文設計完成了基于TMS320F2812數(shù)字信號處理器的無刷