基于三電平逆變器的無刷直流電機控制策略研究.pdf

1、近些年來,無刷直流電機憑借著其優(yōu)越的性能已經(jīng)在汽車領(lǐng)域、家電應(yīng)用、航空航天等其他工業(yè)領(lǐng)域占據(jù)重要地位。無刷直流電機的控制技術(shù)也發(fā)展的比較成熟。現(xiàn)在無刷直流電機的研究熱點主要集中在三個方面:無位置傳感器控制技術(shù)研究;轉(zhuǎn)矩脈動控制研究;智能控制研究。而國內(nèi)在這三個方面的研究主要針對的是中小功率的無刷直流電機。隨著電力電子技術(shù)和永磁體材料技術(shù)的發(fā)展,無刷直流電機的功率越來越大,傳統(tǒng)的兩電平逆變電路將不在適合用來驅(qū)動大功率無刷直流電機。

2、　　本文針對大功率無刷直流電機驅(qū)動控制的問題,提出了用中性點鉗位型三電平逆變電路來代替兩電平逆變電路的想法。然后根據(jù)三電平逆變器拓撲結(jié)構(gòu)分析了其驅(qū)動無刷直流電機的控制原理和功率管的 PWM調(diào)制方式。最后根據(jù)上面的理論在Matlab中對三電平逆變器驅(qū)動無刷直流電機的控制系統(tǒng)進行了仿真。仿真包括了有位置和無位置兩種情況,其中無位置傳感器控制模塊不再采用傳統(tǒng)的反電動勢延遲30°的方法,而是采用線電壓差值移相90°的方法,線電壓差值法的優(yōu)勢在于

3、其幅值大小是相電壓的2-4倍,這使得無刷直流電機的調(diào)速范圍更大。同時針對無刷直流電機無位置傳感器啟動難的問題,仿真中加入了三段式啟動模塊:轉(zhuǎn)子預(yù)定位、轉(zhuǎn)子預(yù)加速、狀態(tài)切換,真實的模擬三電平逆變器驅(qū)動無刷直流電機的實際運行情況。仿真的結(jié)果與理論分析一致,最后把三電平逆變器驅(qū)動無刷直流電機控制系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電流的波形與兩電平驅(qū)動電路進行了對比,證明了三電平逆變器驅(qū)動無刷直流電機的優(yōu)越性。
　　最后,本文采用TI公司的TMS320