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摘要:随着电力电子技术、现代控制理论和新型永磁材料的发展,永磁无刷直流电机及其控制技术已有突破性进展。永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等诸多优点,在航空航天、工业和家用电器等领域得到了越来越广泛的应用。但是,在低速运行期间,无刷直流电机存在较大的转矩脉动,这就限制了其在高精度系统中的应用。直接转矩控制技术是在20世纪80年代发展起来的一种交流调速技术,它是在定子坐标系下分析电机的数学模型,直接将定子磁链空间矢量和电磁转矩作为被控变量,对电磁转矩实现直接控制,控制方式更为简洁和快捷,可以进一步提高系统的动、静态性能。本文将直接转矩控制技术运用于无刷直流电机调速系统中,以减小无刷直流电机转矩脉动。 本文首先详细分析了无刷直流电机本体的结构和工作原理,并建立起无刷直流电机的数学模型。其次在详细分析了直接转矩控制理论的基础上,设计了无刷直流电机的直接转矩控制系统。最后利用Matlab/Simulik软件,建立了无刷直流电机直接转矩控制的仿真系统,并进行了仿真验证。仿真结果表明,该直接转矩控制方案,能有效的抑制其转矩脉动,系统具有良好的动、静态性能,具有一定的实用意义和推广价值。
关键词:无刷直流电机,直接转矩控制,Matlab/Simulik,转矩脉动
目录 摘要 ABSTRACT 第1章 绪论-1 1.1 本课题的研究背景及意义-1 1.2 国内外研究现状-1 1.3 本文主要研究内容-4 第2章无刷直流电机的工作原理与及数学模型-6 2.1无刷直流电机的基本结构-6 2.1.1永磁无刷电机本体-6 2.1.2 转子位置检测装置-6 2.1.3电子换相器-7 2.2无刷直流电机的工作原理-7 2.3无刷直流电机的数学模型-8 2.3.1电压平衡方程-8 2.3.2电磁转矩方程-10 2.3.3运动方程-10 2.3.4电机状态方程-11 第3章无刷直流电机的直接转矩控制系统的原理-12 3.1直接转矩控制的特点-12 3.2无刷直流电机直接转矩控制系统-13 3.2.1 磁链观测模型-14 3.2.2 转矩观测模型-15 3.2.3 逆变器开关状态和电压空间矢量模块-16 3.2.4磁链滞环比较器模型-18 3.2.5转矩滞环比较器模型-19 3.2.6定子磁链扇区表和开关表-20 第4章无刷直流电机直接转矩控制系统仿真研究-23 4.1仿真软件简介-23 4.2无刷直流电机本体的仿真模型-23 4.3无刷直流电机直接转矩控制系统的仿真-25 4.4无刷直流电机直接转矩控制的仿真结果-27 第5章总结与展望-31 5.1全文总结-31 5.2未来展望-31 参考文献-33 致谢-35 |