无刷直流电机控制研究+Matlab仿真模型
关键词：调速，PWM控制，无刷直流电动机，仿真3832
Abstract
To verify the control algorithm and control strategy is reasonable, in the analysis of a brushless DC motor (BLDC) based on the mathematical model, we propose a brushless DC motor control system simulation modeling approach. In this paper, Matlab / Simulink environment, build brushless DC motor system simulation model, and details of the control system of each sub-module. In the establishment of the simulation model, based on the thesis of the simulation model. Observe the motor phase current, EMF, speed, output torque and other parameters, and analyzed.
Keywords: speed, PWM control, brushless DC motor, simulation
目 录
第一章 引言
1.1无刷式直流电机发展简介..5
1.2无刷式直流电机调速系统的研究现状和未来发展..6
1.3 本毕业设计的主要内容..7
第二章 无刷式直流电机工作原理
2.1 无刷式直流电机的概述...7
2.2 无刷式电机本体...8
2.2.1 定子部分8
2.2.2 转子部分9
2.2.3 有关电机本体设计的问题..10
2.3 转子位置检测.....10
2.3.1 位置传感器法..10
2.3.2 无位置传感器法..13
2.4 无刷电机的运行特性.14
2.5 PWM技术16
2.6无刷式直流电机电子换相器..19
2.7 无刷式直流的基本方程.21
第三章 无刷直流电动机调速系统的设计
3.1 主电路供电的方案.... 23
3.2逆变电路的选择......25
3.3驱动模块的设计.......25
第四章 直流脉宽调速系统的MATLAB仿真
4.1电机本体模块的建立...26
4.2电流滞环比较模块..................27
4.3速度控制模块....28
4.4参考电流模块...29
4.5转速计算模块30
4.6转矩计算模块30
4.7电压逆变模块31
4.8系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析32
总结..35
致谢..36
参考文献..37,3832
1.引言
1.1 无刷直流电机发展简介
目前国内外对无刷直流电机的（Brushless DC Motor, BLDCM）的定义有两种：一种是认为只有梯形波/方波无刷直流电机才可被称为无刷直流带电机，而正弦波无刷直流电机则被称为永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）；另一种定义认为梯形波/方波无刷直流电机都是无刷直流电机。本论文采用第一种定义，仅认为反电动势波形为梯形波/方波的无刷直流电机称为无刷直流电机。
在我们国民经济的各个领域中，能量转换装置就是电动机。电动机一般分为交流电动机和直流电动机。相比较交流电动机，直流电动机具有良好的起动性能和宽广平滑的调速特性，因而被广泛应用于电力机车、无轨电车、轧钢机、机床和起动设备等需要经常起动并调速的场合。但直流电动机的换向是依靠换向器和电刷进行换流，在频繁的运转过程中，由于换向器和电刷的摩擦，一方面消耗电刷，使我们不得不定期检查和更换电刷，耗时耗力；另一方面又产生电火花、电磁干扰，影响附近的电气设备。针对这种情况，早在上个世纪30年代就有人开始研究无刷直流电动机。1955年，美国D.Hazrison等人首次成功的实现了用晶体管换向线路代替有刷直流电动机机械电刷，这标志着现代无刷直流电机的诞生。在进入20世纪60年代以后，电力电子技术和计算机技术的应用使电机的发展经历了持久的革命性的变化。作为机电一体化的产品，无刷直流电动机也得以发展，并开始进入初步的应用阶段。无刷直流电动机既具有普通直流电动机调速性能好的特点，又具有交流电动机结构简单、便于文护的特点，因此得到了一定范围内的初步应用。自20世纪70年代开始，稀土永磁材料的发展，使无刷直流电动机有了进一步的发展，但由于永磁材料的价格昂贵，研究开发重点只能在航空、航天领域用的电动机和要求高性能而价格不是主要因素的高科技领域。