无刷直流电机调速系统中转矩脉动抑制的研究

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无刷直流电机不但具有和交流电机一样的维护方便、运行可靠、结构简单等优点,而且具有和直流电机一样的调速性能好、励磁损耗小、运行效率高等特点。因此,至出现以来就得到快速的发展和普及。但其本身存在的无位置传感器技术与转矩脉动的抑制问题还需要进行研究。   本文详细阐述了无刷直流电机的工作原理、数学模型、基本结构和研究现状。换相转矩脉动已成为影响电机运行性能的重要因素。在分析转矩脉动产生原因、换相原理的基础上,对电流滞环跟踪控制方法的原理进行了分析并提出了目前存在的问题。通过改进得出一种有效抑制转矩脉动的调制方法,同时使系统在闭环控制的作用下到达更好的伺服精度。   在MATLAB的Simulink环境下,把SimPowerSystems独立的功能模块与S函数结合,搭建了一个新颖的、接近实际的无刷直流电机调速系统的仿真模型。系统由无刷直流电机本体子系统、逆变电路子系统、PWM控制子系统、转速调节器子系统和电流调节器子系统构成。采用双闭环控制,速度环采用PI控制,电机转速随时跟随系统参数的变化进行反馈,保证了调速系统的精度;电流环采用改进的PWM—ON型电流滞环跟踪控制方式,使系统在保证调速精度的同时到达有效抑制转矩脉动的目的。仿真结果与理论分析一致,说明了该方法的有效性和合理性,为实际电机控制系统的调试和设计提供了新思路。  
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