無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制機(jī)理及控制研究.pdf

1、由于無刷直流電機(jī)有著其自身固有的一些優(yōu)點(diǎn),比如,功率密度大、運(yùn)行效率高、調(diào)速性能好等,所以現(xiàn)在應(yīng)用范圍越來越廣.然而,轉(zhuǎn)矩脈動的問題,卻影響著它在高性能要求的伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用.該文重點(diǎn)圍繞無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的問題進(jìn)行討論,詳細(xì)分析了轉(zhuǎn)矩脈動的產(chǎn)生機(jī)理以及相應(yīng)的抑制、削減方法.提出在無刷直流電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,可以通過逆變器高頻化來削減轉(zhuǎn)矩脈動的控制策略.建立了基于Matlab/Simulink的仿真系統(tǒng),仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)具有良

2、好的動、靜態(tài)性能,并驗(yàn)證了逆變器高頻化對轉(zhuǎn)矩脈動優(yōu)化的優(yōu)勢.首先,研究了無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的機(jī)理.詳細(xì)分析了各種原因引起的轉(zhuǎn)矩脈動,并總結(jié)了針對這些原因引進(jìn)的轉(zhuǎn)矩脈動的消除或削減措施.針對電機(jī)本體因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動,主要通過電機(jī)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和制造工藝的改良來削減.而對于控制引起的轉(zhuǎn)矩脈動,則必須從控制角度考慮.轉(zhuǎn)矩反饋的控制方法與電流控制相比,具有更加直接、快速的優(yōu)點(diǎn),可以達(dá)到更好的轉(zhuǎn)矩控制效果.對此,該文提出了基于轉(zhuǎn)矩反饋的控制方法,

3、直接對無刷直流電機(jī)輸轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制,以達(dá)到削減轉(zhuǎn)矩脈動的目的.其次,針對無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動的特點(diǎn),介紹了直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)在轉(zhuǎn)矩脈動優(yōu)化上的優(yōu)勢,并且,對于傳統(tǒng)的滯環(huán)式直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),當(dāng)滯環(huán)環(huán)寬減小時(shí),轉(zhuǎn)矩的肪溘 幅度隨之減小.基于Matlab/Simulink的仿真結(jié)果也表明:當(dāng)滯環(huán)寬度設(shè)為±0.5、±1時(shí),轉(zhuǎn)矩脈動可以控制在相應(yīng)的范圍之內(nèi),而不隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化而變化.而對于數(shù)字化的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),與滯環(huán)減小相對應(yīng)的是采樣頻率的提高.