一种用于无刷直流电机回馈制动的PWM调制方式

在能量回馈制动原理的基础上,分别指出无刷直流电机(brushless DC Motor,BLDCM)回馈制动时半桥和全桥脉宽调制(Pulse-Width Modulation,PWM)的优缺点,并在此基础上详细分析了BLDCM的半桥PWM回馈制动原理。针对现有的半桥PWM会在BLDCM回馈制动中引起非导通相续流,从而影响电机运行特性的问题,通过原理分析及数学推导,提出一种PWM-OFF-PWM调制方式,采用该调制方法可消除非导通相续流电流,改善电流波形,减小电磁转矩脉动,在制动过程中获得更大更稳定的制动转矩,进而实现高效回馈制动。仿真和试验分析表明该方法具有比传统半桥PWM调制更优良的特性。     

电压型逆变电路控制方法的分析

介绍了逆变电路的几种控制方法,通过对电压型逆变电路全桥和半桥结构进行对比,分析了两种逆变电路的原理和特点,为逆变电路的实际应用提供了理论依据。     

一种电动车用无刷直流电机混合回馈制动控制方法

在能量回馈制动原理的基础上,详细分析了无刷直流电机的半桥斩波回馈制动和全桥斩波回馈制动。针对半桥斩波非导通相续流的弊端和全桥斩波存在临界转速的缺点,提出采用全桥斩波和半桥斩波相结合的混合回馈制动控制新方法。该方法在临界转速以上采用全桥斩波回馈制动,以避免非导通相的续流,减小转矩脉动,实现平稳制动;在临界转速以下采用半桥斩波回馈制动,以减小能量损失,达到高效驱动的目的。仿真和实验结果表明,在制动中采用该方法既能高效回馈能量,又能实现平稳制动。     

无刷直流伺服电机位置控制过程的研究

首先介绍了无刷直流电动机的等效模型和机械特性.详细分析了电机启动、稳速运行和制动的控制过程和控制策略:电动采用三相6状态控制方法,制动采用控制性能好的低速能量回馈制动控制方法,以及电动和制动下PWM调制的主电路工作模态.针对燃料电池供电的伺服电机,研究了一种用来释放多余回馈能量的电压泵升电路.仿真和实验结果证明了文中分析的可行性和正确性.     

交流变频调速系统中的能量反馈控制

采用回馈能量的电磁制动可以达到节能的目的，而且，若能控制回馈电流大小，还可以灵活地调节制动转矩，达到精密制动，本文介绍常用有源逆变电路使直流电能回馈给交流电源，其途径是从电网取得控制信号，保证了有源逆变电路各晶体管导通规律，得以使逆变之交流电压和电网电压同步。同时，在逆变电路中，采用斩波电流控制。     

交流变频调速系统中的能量反馈控制

在大、中型变频调速系统中，能耗制动已不足取。采用回馈能量的电磁制动可以达到节能的目的，而且，若能控制回馈电流大小，还可以灵活地调节制动转矩，达到精密制动。本文介绍采用有源逆变电路使直流电能回馈给交流电源，其途径是从电网取得控制信号，保证了有源逆变电路各晶体管导通规律，得以使逆变之交流电压和电网电压同步。同时，在逆变电路中，采用斩波电流控制，达到灵活控制回馈电流亦即制动转矩大小的目的。     

永磁无刷电动机能量回馈制动调制方式比较

根据永磁无刷电动机制动过程PWM控制的开关管的方式不同,可以分为半桥调制制动方式和全桥调制制动方式。针对这两种不同的制动方式,应用状态方程和逆变器-电机系统状态图比较分析其各自的续流过程和充电过程,并以实验验证。分析和实验结果表明,采用上下桥臂同时斩波的全桥调制方式具有更高的制动效率和更小的制动转矩脉动,更加适用于电动汽车工况。     

三相全桥逆变器分岔特性研究

三相全桥逆变器是一种得到广泛应用的电力电子拓扑结构,由于其固有非线性特性,在运行时可能经历快、慢时间尺度上的分岔进入混沌失稳状态。该文在同步旋转坐标系中,分别建立三相全桥逆变器在采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)和空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)时的状态空间平均模型和离散时间模型,从而完成对三相全桥逆变器发生在快、慢时间尺度上分岔行为的理论分析。并比较了两种调制算法下三相全桥逆变器的单周期运行边界,得出在连续导通下,就稳定域而言,SPWM要优于SVPWM的结论。通过实验对所提理论进行了验证。该文所得模型可对三相全桥逆变电路的分岔边界进行预测,为三相全桥逆变器的分析和设计提供参考。     

基于半桥和全桥斩波非导通相状态分析的BLDCM特性比较

本文根据非导通相的状态,分析了无刷直流电机(BLDCM)半桥斩波(以上桥斩波为例)和全桥斩波控制方式下非导通相端口电压。半桥斩波中,上桥斩波关断时,非导通相正向续流结束后,中性点电压为零。此时非导通相反电动势过渡为负值后,下桥臂续流二极管在负的反电动势作用下正偏,将在非导通相中产生正向电流,使电机有制动电流和转矩,减小了有效出力。全桥斩波中,非导通相续流结束后,中性点电位为电压源逆变器(VSI)直流侧电压的一半,非导通相所在桥臂的上下两个续流二极管均处于反偏状态,不能导通。非导通相反电动势过渡期间,不会产生制动电流和转矩。仿真结果验证了两种斩波方式下BLDCM的运行特性。     

电动摩托车用永磁无刷电机半桥斩波式能量回馈制动实验研究

永磁无刷电机能量回馈制动是电动摩托车用永磁无刷电机的核心技术之一.针对永磁无刷电机半桥斩波回馈制动方式,从理论推导、仿真验证和实验验证三方面,对不同转速下、直流母线上的平均回馈电流与PWM占空比之间的关系进行了深入研究.结果表明,永磁无刷电机半桥斩波回馈制动时,可取得某一最佳占空比,使平均回馈电流达到最大,随着转速的上升,该最大值逐渐增大,对应的占空比逐渐减小.平均回馈电流与占空比间的这种关系为实现电动摩托车制动过程中的最大能量回馈提供了理论依据.     

基于反电动势滤波方法的无传感器BLDCM控制

为了实现无传感器BLDCM的控制必须获得转子位置信息,大多数研究通过位置检测电路来间接获得转子位置信息,采用基于反电动势滤波的方法,可以省掉位置检测电路,准确获得反电动势过零点。该方法既简化了BLDCM控制系统的硬件电路,又可以驱动BLDCM平稳运行。实验基于TMS320LF2407A的控制平台,实验结果证明了该方法的有效性,电机的启动过程稳定、可靠。     

基于TI C2000系列DSP的无刷直流电机无位置传感器驱动控制系统设计

叙述了从传统的有刷直流电机到当前被广泛应用的无刷直流电机(BLDCM)发展的巨大进步,同时也分析了BLDCM传统控制系统存在的问题与不足,并基于TI C2000系列数字信号处理器(DSP)芯片及DRV8301前置驱动器芯片设计了一套解决这些问题与不足的BLDCM无位置传感器驱动控制系统。给出了该控制系统主要电路设计及主程序流程。该方案相较于传统控制系统方案具有运行稳定性好、控制性能优越、成本低、体积小、易于使用等诸多优点。     

基于DSP的混合动力汽车电驱动控制系统设计

对混合动力汽车(HEV)电驱动控制系统进行了设计,采用转速、转矩双闭环控制,实现了恒转矩启动和恒功率运行。整个电驱动控制系统包括电源模块、逆变模块、控制模块、驱动模块、系统安全检测模块、CAN通讯模块等主要部分,可以实现电动发电和制动能量回馈功能。为了验证所设计系统的有效性,研制了一个小功率试验平台,该平台以TMS320LF2407A型DSP为核心器件,基本实现了HEV所需的大部分功能。     

无刷直流电动机的正弦波电流驱动方法

分析了无刷直流电动机方波驱动方式和传统正弦波驱动方式的优缺点,利用三相Hall信号,得到正弦波电流的周期和幅值,通过软件算法生成六路SVPWM信号来驱动无刷直流电动机。采用数字信号控制器(DSC)dsPIC30F4011作为主控芯片,设计了无刷直流电动机的控制系统,详细分析了SVPWM波的生成方法,并给出了软件流程。实验结果验证了提出方法的正确性和可行性。     

无刷直驱型圆刀裁布机的控制系统设计

针对服装产业的发展需求,采用无刷直流电机(BLDCM)驱动技术研制出一种直驱型圆刀裁布机的控制系统,实现了综合性能的提升。设计由单片机及外围电路、功率及驱动电路、霍尔位置检测电路、操控电路和辅助电源组成的数字控制器硬件电路,根据直驱结构的BLDCM特性和整个裁布机的工作特点,分析设计转速闭环控制策略。通过负载测试试验证明,调速性能精确高效;通过堵转测试试验证明,堵转时的过流保护迅速可靠。     

新型集成式DRV8301驱动BLDCM的控制器设计

针对无刷直流电机BLDCM(brushless DC motor)的精确控制和快速动态响应的需求,设计了一种新型集成式DRV8301驱动BLDCM的控制器。在分析PID控制算法的基础上,采用增量型PID算法实现速度闭环调节;采用TMS320F28035型DSP为控制器主控芯片,设计了高集成度的驱动保护电路、三相桥式逆变电路以及转子位置检测电路,简化了硬件电路结构,并完成了控制器的软件设计。实验结果验证了所设计的BLDCM控制器具有良好的控制精度和动态响应性能。     

永磁无刷直流电机直接转矩控制

永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等优点在工业控制的各个领域得到了越来越广泛的应用。但是,永磁无刷直流电机存在较大的转矩波动,这就限制了它在高精度系统中的应用。直接转矩控制具有瞬时转矩控制的特点。它直接在定子坐标系下观测电机的磁链、转矩,并将此观测值和给定值进行比较,差值经滞环控制器得到相应的控制信号,再综合当前的磁链状态来选择相应的电压空间矢量,实现对电机转矩的直接控制。该文尝试将直接转矩控制方法用于永磁无刷直流电机的控制,以期达到抑制转矩波动的目的。仿真及实验结果表明,该文提出的方法能够较好地抑制永磁无刷直流电机的转矩波动,并且具有很高的动态响应速度。     

基于变结构的电机力矩平衡控制系统研究

针对多台直流无刷电机(BLDCM)力矩平衡的控制问题,指出了传统PI控制算法存在的不足;建立了BLDCM的数学模型,并给出其状态方程;设计了2台BLDCM力矩平衡控制的滑模变结构控制模型,选取了滑模面,计算了控制律,并进行系统稳定性分析。最后通过系统仿真,与传统PI控制比较,得到理想的控制效果。     

基于VisSim的无刷直流电机的仿真模型

在分析无刷直流电机(BLDCM)数学模型的基础上，基于VisSim5．0软件建立了无刷直流电机控制系统的仿真模型。采用双闭环调速系统进行仿真。仿真结果证明了该方法的有效性，同时也适用于验证其他控制算法的合理性，为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

电动汽车无刷直流电机能量回馈制动系统设计

就电动汽车能量回馈制动效率较低的问题提出了一种恒转矩模糊控制策略。首先分析了无刷直流电机能量回馈制动的基本原理,对不同的回馈控制策略进行了对比分析,设计了一个三维模糊控制器,再以该控制器为核心,在MATLAB/Simulink环境中搭建了无刷直流电机能量回馈制动系统的仿真模型,并进行仿真。仿真结果显示提出的控制策略对电机制动转矩以及能量回收达到了很好的控制效果。