非理想反电动势无刷直流电机的转矩脉动抑制仿真研究

在伺服系统中要求电机转速平稳,抑制转矩脉动是实现转矩平稳的关键,而非理想反电势会引起较大转矩脉动。为了有效平滑无刷直流电机转矩,分析了两种不同的方法：根据定子电流和反电势与转矩表达式的关系,对于一台给定的电机,只要其反电势一定,通过优化定子电流就可以消除主要的转矩谐波分量,从而达到减小转矩波动的目的;通过坐标变换在厶=0时求解产生恒定电磁转矩所需的q轴电流,并在dq坐标系下通过矢量控制对q轴参考电流进行跟踪实现转矩脉动抑制。利用MATLAB／SIMULINK仿真平台建立系统的仿真模型,对系统模型进行仿真和分析并比较了这两种方法的特点,为实际电机的控制提供了研究方向。     

基于反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制技术综述

利用反电动势估计无刷直流电机转子位置,取代传统位置传感器,可提高系统可靠性,拓宽无刷直流电机应用范围。详细介绍了各种基于反电动势的转子位置检测方法基本原理和研究现状,并比较了它们的优缺点。     

基于反电动势函数的无刷直流电机无位置传感器控制方法

高速重载工况下无刷直流电机断开相换相续流时间较长,有时续流的电角度甚至超过30°,导致常规方法无法检测到反电动势过零点信号,造成换相失败。该文提出基于反电动势函数的无刷直流电机无位置传感器控制方法。通过对断开相反电动势和反电动势斜率的分析,构造了一个与电机转速无关的反电动势函数,其阈值直接对应换相信号。因此不需要反电动势过零点信号,在换相续流时间较长的情况下也能控制电机稳定运行,适用于更宽的工况范围。由于没有使用低通滤波器,该方法还避免了滤波所带来的相移问题。实验结果验证了理论的正确性和方法的可行性。     

基于线间反电动势的无刷直流电机转子位置估算

在对传统的反电动势过零法和转子磁链G函数法估算转子位置分析的基础上,提出了一种利用线间反电动势过零原理并构造F函数来对转子位置进行估算的全新方法,并用于无位置传感器无刷直流电机控制。对线间反电动势过零检测与转子位置信号之间的对应关系进行了深入的分析,揭示了每一个线间反电动势的过零点即为对应的换相点。利用线间反电动势的倒数构造F函数来估算换相时刻。仿真结果表明,提出的转子位置估算方法计算简单方便,具有较高的精度,可以在全速范围内实现对转子位置的准确估算。     

无刷直流电机无位置传感器控制技术

设计了一种无位置传感器无刷直流电机的控制系统。该系统基于智能功率模块（IPM）和数字信号处理器（DSP），采用反电势法实现了燃料电池轿车空调的无刷直流电机控制。整个系统集成度高，控制灵活，稳定性好。试验结果表明，该系统运行性能良好。     

反电动势过零检测无刷直流电机转子位置新方法

在对传统的反电动势过零检测原理分析的基础上,提出了一种利用线电压来实时计算反电动势的无刷直流电机(BLDCM)转子位置辨识方法。该方法抛弃了传统的反电动势过零硬件检测方法,通过检测无刷直流电机任意两路线电压,经软件实时计算,就可以得到未导通相的反电动势过零值,再延迟30°电角度即可得到对应的换相点。对电机中点与直流母线电压中点的电位关系进行了具体推导,分析了在全桥PWM调制方式下断开相在非换相区间无电流续流的现象,从而证明全桥PWM调制方法适用于本文提出的转子位置辨识方法。该方法结构简单,不需要构造电机中点、不需要反电动势过零硬件检测和深度滤波电路。仿真和实验结果表明,本文提出的方法辨识转子位置精度较高,可以在较宽的转速范围内实现BLDCM的无位置传感器控制。     

线反电动势检测无刷直流电机转子位置方法

利用传统的反电动势过零检测原理,提出一种利用简化的线反电动势过零检测无刷直流电机转子位置方法,该方法通过实时测量无刷直流电机的任意两路线电压和两路相电流信号,并利用定子电阻参数进行实时简化计算,就可以得到三路线反电动势的过零时刻,从而实现无刷直流电机的无位置传感器控制.该方法结构简单、计算方便,不需要构造电机中点,也不需要进行相位延迟补偿,定子电阻变化对转子位置辨识的精确度影响较小.仿真和实验结果表明,提出的改进线反电动势过零检测方法可以在较宽的速度范围内对转子位置进行准确检测.     

汽车空调用非桥式无刷直流电机仿真研究

根据三相4极非桥式无刷直流电机的结构及驱动方式建立了电机随态数学模型,并以1台115W汽车空调用三相非桥式无刷直流电机为例,采用四阶龙格－库塔法对该电机稳态运行的电流进行仿真计算,仿真结果与电机实际情况相符合。试验结果表明,所设计的无刷直流电机完全可以取代原有刷直流电机。     

无刷直流电机无位置传感器控制技术

设计了一种无位置传感器无刷直流电机的控制系统。该系统基于智能功率模块(IPM)和数字信号处理器(DSP),采用反电势法实现了燃料电池轿车空调的无刷直流电机控制。整个系统集成度高,控制灵活,稳定性好。试验结果表明,该系统运行性能良好。     

基于线反电动势的高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相策略

针对大功率高速磁悬浮无刷直流电机电磁干扰大的问题,采用基于线反电动势深度低通滤波的无位置传感器控制,分析了导致高速电机换相信号不准确的原因,明确了相电流与器件电阻、器件直流压降的关系,给出换相信号不准确时相电流的精确表达式。针对高速磁悬浮电机转速带宽高带来的换相信号不准确问题,提出一种基于‘90?α’与‘150?α’最优滞环切换的换相信号补偿策略,以电机切换前后的电流脉动最小为原则,确定了最优滞环宽度。通过试验,电机平稳运行到最高32 000r/min,不仅实现了两种电机换相策略的平滑切换,而且对换相信号误差进行了有效补偿。     

无位置传感器无刷直流电机控制系统仿真

介绍了无位置传感器无刷直流电机控制系统的控制策略,包括基于反电动势法的转子位置检测方法以及"三段式"起动方式,并在Matlab7.1/Simulink平台上建立了控制系统虚拟原型,对该控制策略进行仿真分析,仿真结果证明了该策略的有效性。     

基于ST7FMC的无刷直流电机无位置传感器控制系统研究

基于ST7FMC电机控制专用芯片，采用电压控制模式，设计和实现了无刷直流电动机的无位置传感器控制系统。分析了传统的反电动势检测方法的缺点，介绍了反电动势全数字检测方法，分析了3种不同脉宽调制斩波方式对电流脉动的影响。实验证明，该系统具有良好的调速性能和较高的系统效率。     

基于非奇异终端滑模观测器的无刷直流电机无传感器控制

在无刷直流电机(BLDCM)无传感器控制系统中,针对传统滑模观测器存在抖振等问题,提出了一种新的非奇异终端滑模观测器(NTSMO)方法估计电机线反电动势,所采用的非奇异终端滑模面能够实现有限时间快速收敛,并通过引入一种新的滑模趋近律削弱了抖振,提高了电机反电动势的估计精度,实现了电机转速的快速观测和控制,最后基于Lyapunov函数证明了观测器的稳定性。仿真结果表明：与传统方法相比,所设计的NTSMO能较好地抑制系统抖振,具有较好的转速估计精度。     

基于A3936的无刷直流电机控制系统的设计

以A3936芯片作为电机控制器,实现了无刷直流电机电流与速度的双闭环控制系统方案。由于A3936是功率DMOS器件栅极驱动型集成电路,因此在硬件上简化电路设计,软件上采用了双闭环控制,提高了系统的可靠性;此外还具有欠压、过流保护功能,且成本低,实用价值高。     

航空高速双绕组无刷直流电机的建模仿真

为了研究航空高速双绕组无刷直流电机(DW-BLDCM)的工作特性和各种控制策略的合理性,利用Simulink和电气系统模块库相结合,采用模块化的方法,对DW-BLDCM调速系统进行了建模和仿真。该方法针对带斩波的脉宽调制(PWM)逆变器驱动高速DW-BLDCM建模分析的难点,将电机的数学模型与电路拓扑模型相结合,从而有效地解决了带电力电子装置的复杂电机控制仿真问题。仿真结果符合理论分析,并给出了相应的试验结果,结果验证了该方法的有效性和可行性,为航空高速DW-BLDCM伺服控制系统的设计、开发和调试提供了一个有效的平台。     

基于H_PWM-L_PWM调制的无感无刷直流电机转子位置的检测

无刷电机的控制需要准确检测到转子的位置,反电动势法是检测无位置传感器无刷直流电机转子位置的一种简单、有效的方法.采用二相导通星形三相六状态的控制模式,通过分析在H_PWM-L PWM调制方式下不导通相的续流情况,提出了基于该调制方式的反电动势检测方法.该反电动势检测法不需要检测三相绕组中点电压,所获得的是不导通相的两倍的反电动势.MATLAB仿真和试验结果证明,该检测方法具有良好的低速控制性能.     

基于电路原理图的无刷直流电机建模

针对现有无刷直流电机已有的建模方法存在仿真速度较慢的缺点,提出一种基于无刷直流电机电路原理图构建仿真模型的新方法,该方法以Matlab/Simulink工具箱为基础,直接从工具箱的元件库中复制所需的电气元件,按电路的结构进行连接,建模过程接近电路绘制过程。仿真与实验结果表明,这种面向电路原理图的建模方法简单直观,能快速仿真电机的实际运行特性。     

无刷直流电机的单周期平均转矩控制策略

针对非理想梯形反电动势引起的无刷直流电机转矩脉动问题,设计了一种新颖的单周期平均转矩控制策略。该算法使用流入系统的能量来计算反馈平均转矩,可确保平均转矩在每个开关周期内跟踪参考值。由于不需要知道反电动势和精确的转子位置信息,避免了复杂观测器的使用,也不需要电流传感器来测量电机相电流,仅使用2个传感器获取直流母线电压和电流计算输入能量即可。最后,试验结果验证了新型控制方案能将电机转矩脉动减少30%以上。     

一种基于电流反馈的分段式PWM控制无刷直流电机转矩波动抑制方法

无刷直流电机伺服系统具有广泛的应用场合,但转矩波动限制了其在高精度场合的应用。针对非理想反电动势引起的无刷直流电机转矩波动提出了一种基于电流反馈的分段式PWM控制方法。该方法通过线反电动势观测器获得产生目标转矩值的参考电流,以实现对电机转矩的直接控制。同时,针对电机高速与低速运行状态分别采用不同的PWM控制策略来有效消除换相转矩波动,系统具有低转矩波动和高转矩输出的特点。通过在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型,对该控制方法的转矩直接控制能力进行检验,并对转矩波动进行了对比;搭建实验平台对具有非理想反电动势的无刷直流电机进行了驱动实验。仿真和实验结果表明,该文所提出的控制方法能有效减小转矩波动,提高无刷直流电机伺服系统输出转矩的稳定性和位置控制精确度。     

无刷直流电机及控制系统的SIMULINK建模与仿真

根据无刷直流电机数学模型,在MATLAB软件的simulink和PSB模块仿真环境下进行了建模仿真,利用其丰富的模块库和算法,采用了很多特殊的方法搭建了电机模型,给出了仿真波形,验证了电机模型和控制系统模型的正确性,加快了实际系统的设计与分析。