基于dsPIC30F4011的無刷直流電機直接轉矩控制研究.pdf

1、摘要隨著永磁材料、電力電子技術和大功率開關器件的發(fā)展，無刷直流電機在工業(yè)領域得到越來越廣泛的應用。但是由于齒槽效應、渦流效應以及無刷直流電機采用電子換相，不可避免地產(chǎn)生了較大的轉矩波動，影響整個系統(tǒng)的性能，制約其在高精度、高穩(wěn)定場合的應用。因此，抑制轉矩波動是無刷直流電機研究領域的一項重要內(nèi)容。本文的主要研究工作：(1)本文首先對無刷直流電機的研究現(xiàn)狀進行了闡述，以三相Y接無刷直流電機為例，介紹了電機的結構和工作原理，分析并建立了電機的

2、數(shù)學模型。(2)針對無刷直流電機轉矩波動大的問題，本文提出一種直接轉矩的控制策略，它是一種轉矩反饋的控制方法，直接在定子坐標系下分析電機的數(shù)學模型，控制電機的轉矩和磁鏈，從而獲得快速的轉矩響應，這種控制策略對轉矩的控制效果好，響應快。本文將其用于無刷直流電機的控制，利用其控制轉矩的高動態(tài)性能，使轉矩波動得到較好的抑制，具有一定的實際意義。并在MATLAB環(huán)境下建立了電機控制系統(tǒng)的仿真模型，對系統(tǒng)進行了仿真，仿真結果表明，這種控制策略能夠

3、有效地抑制無刷直流電機的轉矩波動。(3)設計了基于單片機dsPIC30F401l的無刷直流電機直接轉矩控制的控制系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)的硬、軟件設計，其中硬件電路設計包括電源模塊、驅(qū)動電路、微處理器控制電路、電流采樣電路和保護電路等的設計；在軟件設計中，應用程序流程圖對系統(tǒng)軟件進行了描述，包括主程序和中斷處理程序。關鍵詞：無刷直流電機；直接轉矩控制；轉矩波動抑制；dsPIC30F4011ABSTRACTWiththedevelopmentof

4、permanentmagnetmaterial，powerelectronicstechnologyandhighpowerswitchingdevices，PermanentmagnetbrushlessDCmotors(BLDCM)havebeenmoreandmorewidelyusedinindustryapplicationsHowever，becauseofsloteffect，eddycurrenteffectandele

5、ctroniccommutationwhichareusedbyBLDCM，thetorqueripplegeneratedbyBLDCMisinevitableThetorqueripplecanaffectperformanceoftheentiresystem，andmakestheapplicationofBLDCMinsomehi【ghprecisionandhighstabilityareasimpossibleSothet

6、orquerippleprohibitschemebecomethefocusofBLDCMresearchfieldThemainworkofthispaper：(1)TheresearchstatusofBLDCMisfirstlyillustratedinthepaperThentakingthethreephaseBLDCMforexample，thepaperdiscussesthestructureandtheoperati

7、ngprincipleofBLDCM，andanalysisandestablishesitsmathematicalmodel(2)ConsideringthebigtorquerippleoftheBLDCM，thispaperproposesBLDCMDTCstrategyTheDTCisatorquefeedbackcontrolmethodthatdirectlyanalysisBLDCMmathematicalmodelon

8、statorcoordinate，whichcancontrolthetorqueandfluxoftheBLDCMinordertocontrolthetorquerapidlyandwellInthispaper，theDTCthatisofhighdynamicperformanceisappliedintheBLDCMcontrolsysteminordertoinhibittheBLDCMtorquerippleThenbas

9、edontheMATLABenvironment，thesystemsimulatedmodelisestablished，andtheBLDCMcontrolsystemissimulatedSimulationresultsshowtllattheDTCschemecaneffectivelyinhibittheBLDCMtorqueripple(3)BLDCMDTCcontrolsystembasedondsPIC30F401lM

10、CUisdesigned，includingthehardwareandsoftwarecontrolsystemdesignThedesignofhardwarecircuitincludessourcecircuit，drivecircuit，controlcircuit，currentsamplingcircuitandprotectioncircuitandSOonProgramflowchartisusedinthedesig