無刷直流電機正弦波驅(qū)動電源研究及設(shè)計.pdf

1、無刷直流電機具有效率高,運行快,低噪音,調(diào)速特性佳,制造成本低,易于維護等優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用。控制器是無刷直流電機系統(tǒng)中不可或缺的組成部分,因此其技術(shù)成為了國內(nèi)外研究者的一個重要研究方向。傳統(tǒng)無刷直流電機采用的三相六狀態(tài)方波驅(qū)動方式具有程序設(shè)計簡單,調(diào)試方便,轉(zhuǎn)矩大等顯著優(yōu)點,同時卻有轉(zhuǎn)矩脈動大引起噪音大,調(diào)速性能差,功效低等弊端。
　　隨著高性能微處理器的性價比逐步提高,在霍爾位置傳感器無刷直流電機的條件下,控制器采用電壓空間矢

2、量(SVPWM)技術(shù)實現(xiàn)正弦波輸出,能夠在不增加硬件成本的條件下實現(xiàn)低噪聲驅(qū)動和寬范圍調(diào)速驅(qū)動器設(shè)計的目的,提高了這種機電一體化驅(qū)動系統(tǒng)的市場競爭力。
　　本文正弦波電流輸出控制器使用了 PI速度閉環(huán)以及電流閉環(huán)和控制器輸出電壓相位鎖定方法;改進了電機轉(zhuǎn)速通過霍爾信號計算的方法;正弦波注入一定比例三次諧波調(diào)制,以實現(xiàn)提高電源電壓利用率的目的;將傳統(tǒng)一個電周期內(nèi)360度全調(diào)制改進為電周期內(nèi)各相120度常閉,240度正弦波調(diào)制輸出;電

3、機控制系統(tǒng)對電機參數(shù)具有較強依賴性,針對此缺陷,控制器采用了自適應(yīng)系統(tǒng)方案;分析變加速旋轉(zhuǎn)運動模型計算電機單位角度所需時間,結(jié)合轉(zhuǎn)子初始定位方法,電流閉環(huán)處理及軟件升壓升頻策略,實現(xiàn)電機逐步啟動的策略。
　　實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)運行過程中速度調(diào)節(jié)平滑,電流抖動較小,電機運行時轉(zhuǎn)矩脈動小,驗證了方法的正確性和可行性,使方案適用范圍更廣。其中,三閉環(huán)策略及改進的電機轉(zhuǎn)速計算方法能有效降低轉(zhuǎn)矩脈動,使電機加減速過度平穩(wěn)、平滑;改進調(diào)制輸出