直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)輸出效率優(yōu)化方法研究.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、永磁材料以及控制理論等技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，直流無(wú)刷電機(jī)在民用領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但在能源日漸匱乏以及能源問(wèn)題已成為世界性問(wèn)題的今天，直流無(wú)刷電機(jī)的能耗是一個(gè)不得不考慮的問(wèn)題。直流無(wú)刷電機(jī)有著直流電機(jī)較好的機(jī)械特性，而且運(yùn)行效率高，但在輕載時(shí)的效率則大大降低，造成了能源的浪費(fèi)。
　　對(duì)直流無(wú)刷電機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制提高其在輕載時(shí)的運(yùn)行效率，對(duì)于能源稀缺的今天將有一定的意義。本文從直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)建模出發(fā)，以

2、電機(jī)效率優(yōu)化為目的，做出了如下研究：
　　首先，在直流無(wú)刷電機(jī)相關(guān)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)電機(jī)的運(yùn)行原理以及數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了介紹。并建立了直流無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)PID控制系統(tǒng)和直流無(wú)刷電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真模型，通過(guò)對(duì)仿真波形的分析驗(yàn)證這兩種控制系統(tǒng)建模的正確性，并在相同仿真環(huán)境下對(duì)直流無(wú)刷電機(jī)這兩種控制系統(tǒng)的仿真波形進(jìn)行對(duì)比，得出直流無(wú)刷電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)比直流無(wú)刷電機(jī)雙閉環(huán)系統(tǒng)在換相時(shí)刻的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)明顯減少，從而使電機(jī)運(yùn)行時(shí)

3、的效率得到提高，并且為以后加入電機(jī)效率優(yōu)化的控制策略提供了良好的平臺(tái)。
　　其次，在直流無(wú)刷電機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中，主要考慮其中兩個(gè)主要的可控?fù)p耗，即銅損、鐵損，推導(dǎo)出電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的銅損、鐵損與磁鏈的關(guān)系，并搭建直流無(wú)刷電機(jī)的損耗模型，采用一種基于損耗模型的直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化的控制方法，建立效率優(yōu)化的控制模塊，完成最小損耗的仿真模型。根據(jù)直流無(wú)刷電機(jī)運(yùn)行的不同狀況所計(jì)算出的磁鏈進(jìn)行反饋來(lái)改善電機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)的方法，與傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)