基于霍爾位置傳感器的車用輔助電機BLDCM控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)燃油汽車所帶來的能源和環(huán)境問題日益嚴重，發(fā)展新能源電動汽車是解決當前能源短缺和環(huán)境污染問題的一個有效途徑。電動汽車除了主驅(qū)動系統(tǒng)外，還存在很多輔助系統(tǒng)，其中空調(diào)系統(tǒng)是電動汽車第二大耗能系統(tǒng)，而空調(diào)系統(tǒng)的核心問題就是壓縮機驅(qū)動電機的控制。對壓縮機驅(qū)動電機進行合理的選取和優(yōu)化控制，能夠提高整車的控制性能，滿足乘客乘坐舒適度的需求。永磁無刷直流電機(BLDCM)具有結構簡單，運行可靠，功率密度高，調(diào)速性能好等優(yōu)勢，在變速驅(qū)動領域得到廣泛應

2、用。BLDCM一般采用方波電流控制，但在方波電流驅(qū)動下由于電機繞組電流不能突變，因此在電流換相時存在很大轉(zhuǎn)矩脈動。本文選取永磁無刷直流電機作為壓縮機的驅(qū)動電機，用低成本的霍爾位置傳感器來獲取轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速信息。采用正弦波電流直接驅(qū)動控制策略，有效的降低了換相轉(zhuǎn)矩脈動。
　　本文首先詳細分析了BLDCM系統(tǒng)結構和工作原理，在此基礎上，推導了BLDCM數(shù)學模型，分析了BLDCM調(diào)速原理，并根據(jù)以上分析結果在Matlab/Simulin

3、k中搭建了BLDCM仿真模型。然后，本文深入研究了BLDCM在方波電流驅(qū)動下轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的原因，非換相電流波動是引起換相轉(zhuǎn)矩脈動的主要原因，并得出了不同轉(zhuǎn)速下?lián)Q相轉(zhuǎn)矩脈動的變化規(guī)律。依據(jù)轉(zhuǎn)矩脈動公式，研究了非理想反電動勢對方波電流驅(qū)動換相轉(zhuǎn)矩脈動的影響，反電動勢寬度越小引起的轉(zhuǎn)矩脈動越大。其次，由于實際電機的制造工藝和其他因素，電機反電動勢寬度為非理想狀態(tài)，反電動勢寬度越小，越接近于正弦波。本文提出采用正弦波電流直接驅(qū)動BLDCM的控制

4、策略，它以定子磁鏈為控制目標，算法簡單較易實現(xiàn)，有效抑制了轉(zhuǎn)矩脈動。獲取的霍爾位置信號為離散狀態(tài)，為得到高分辨率的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速信息，以滿足BLDCM正弦波驅(qū)動控制要求，本文提出了采用改進型的混階轉(zhuǎn)子位置估算算法。同時為保證電機可靠運行，對霍爾位置信號進行了容錯處理。最后，以TMS320F28035為控制核心，對BLDCM控制器進行了硬件電路設計和軟件設計，搭建了硬件電路平臺，對控制策略進行了實驗驗證。
　　本文提出的BLDCM正