基于磁场定向控制的风机转矩电控系统设计与实现

针对采用抽头式单相电机的风机控制过程中存在的排风效率低、转矩脉动大等问题,文中采用直流无刷电机代替传统单相电机驱动叶轮,并结合空间向量脉宽调制算法与无感转子位置检测,采用磁场定向控制算法精准控制风机转矩,设计了一种基于磁场定向控制的风机转矩电控系统。系统采用微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)+智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM)的硬件驱动方案,软件顶层通过基于FreeRTOS的状态机进行控制,通过风机电控系统实验平台,完成了负载波动时的试验对比分析。实验结果表明,该系统能够实现对风机转矩的精准控制,输出转矩波动小,且磁场定向控制算法对负载扰动及参数误差具有很强的鲁棒性,使得系统在不同的风道环境下仍可准确输出固定转矩,保证了输出风量,效率较传统风机提高10%以上。