永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制策略的研究

发布时间：2021-02-18 10:29

　　永磁无刷直流电动机的机械特性以及调速特性十分良好,它的功率密度大、体积小、运行可靠、控制简单、结构简单、转矩大等优点使得它被广泛的应用于当代国民经济的各种领域,比如工业机器人、医疗器械、航天科技、化学工业、纺织工业、汽车工业以及家用电器等。但是,由于永磁无刷直流电机其特殊的物理结构和控制方式,使得电机在正常的运行过程中输出转矩会发生很大的抖动。其中,因为电机相电流换相而引起的电机输出转矩的抖动是永磁无刷直流电机所特有的问题。这一问题严重影响了永磁无刷直流电机运行时候的稳定性和可靠性,因此限制了它的使用范围。本论文从永磁无刷直流电机换相转矩脉动的成因出发,通过数学分析计算出哪些因素对永磁无刷直流电机的换相转矩脉动有影响,然后通过控制这些因素来达到有效的抑制永磁无刷直流电机换相转矩脉动的目的。本论文先是阐述了永磁无刷直流电机的研究背景与意义,同时还介绍了永磁无刷直流电机的发展现状。接着本论文分析了造成永磁无刷直流电机转矩脉动的原因,根据原因的不同对电机的转矩脉动进行了分类。随后就永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制技术的研究现状进行了简要的介绍。然后本论文分析了永磁无刷直流电机的基本结构和工作... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：114 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 永磁无刷直流电机的发展状况
    1.3 电机换相转矩脉动抑制技术的研究现状
        1.3.1 转矩脉动的成因和分类
        1.3.2 转矩脉动抑制技术的研究现状
    1.4 论文的主要工作和结构安排
第二章 永磁无刷直流电机的工作原理与仿真建模
    2.1 永磁无刷直流电机的基本结构
        2.1.1 永磁无刷直流电机的本体结构
        2.1.2 逆变器结构
        2.1.3 霍尔位置传感器
    2.2 永磁无刷直流电机的工作原理
    2.3 永磁无刷直流电机的数学模型
    2.4 电机仿真模型的搭建
        2.4.2 电机本体的搭建
        2.4.3 转速、转矩和旋转角度仿真模块的搭建
        2.4.4 转速、电流调节模块的搭建
        2.4.5 逆变器以及控制模块的搭建
    2.5 仿真结果分析
    2.6 本章小结
第三章 永磁无刷直流电机换相转矩脉动的研究以及提出的换相转矩脉动抑制控制策略
    3.1 永磁无刷直流电机换相转矩脉动产生的原因
        3.1.2 非换相期电磁转矩分析
        3.1.3 换相期电磁转矩分析
    3.2 PWM调制方式对电机电磁转矩的影响
        3.2.1 PWM调制方式的分类
        3.2.2 PWM调制方式对非换相期电机电磁转矩的影响
        3.2.3 PWM调制方式对换相期电机电磁转矩的影响
    3.3 新型无刷直流电机换相转矩脉动抑制控制策略
    3.4 仿真控制系统的搭建
        3.4.1 供电电源模块的搭建
        3.4.2 检测模块的搭建
    3.5 仿真结果和分析
    3.6 本章小结
第四章 永磁无刷直流电机换相转矩脉动抑制控制系统软硬件电路的设计
    4.1 电机控制系统硬件部分的设计
        4.1.1 控制电路的设计与样机制作
        4.1.2 功率电路的设计与样机制作
    4.2 控制系统软件部分的设计
        4.2.1 控制系统软件设计的基本要求
        4.2.2 控制系统主程序的设计
    4.3 改进控制策略的验证过程
        4.3.1 控制电路测试
        4.3.2 功率电路测试
        4.3.3 软件控制系统测试
        4.3.4 改进控制策略的验证
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
附录A
附录B
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]采用坐标变换的无刷直流电机换相过程分析及减小换相转矩脉动的方法[J]. 姜卫东,胡杨,黄辉,张忠.  中国电机工程学报. 2015(24)
[2]基于霍尔位置信号的无刷直流电机电磁转矩观测[J]. 张庆超,马瑞卿,张震,骆光照.  电工技术学报. 2015(10)
[3]一种减小无刷直流电机换相转矩脉动的调制方法[J]. 王大方,卜德明,朱成,周传炜,杨博文.  电工技术学报. 2014(05)
[4]一种消除无刷直流电动机换相转矩脉动的PWM调制策略[J]. 石坚,李铁才.  中国电机工程学报. 2012(24)
[5]永磁无刷直流电机及其控制[J]. 夏长亮,方红伟.  电工技术学报. 2012(03)
[6]测定无刷直流电动机转子霍尔信号与绕组对应关系的方法[J]. 倪健,崔巍,章跃进.  微特电机. 2006(02)
[7]无刷直流电机控制系统中PWM调制方式对换相转矩脉动的影响[J]. 张相军,陈伯时.  电机与控制学报. 2003(02)

硕士论文
[1]电动汽车用永磁无刷直流电机换相转矩脉动控制研究[D]. 卜德明.哈尔滨工业大学 2013
[2]永磁无刷直流电机转矩脉动抑制的控制策略研究[D]. 冯翠萍.西南交通大学 2012
[3]无刷直流电机换相转矩脉动抑制技术及其应用研究[D]. 周瑞娟.中南大学 2012
[4]基于双向DC/DC变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制研究[D]. 周野.西南交通大学 2011
[5]无位置传感器无刷直流电机转矩脉动的研究[D]. 杨庆彧.重庆大学 2007
[6]永磁无刷直流电机驱动的研究[D]. 周利强.浙江大学 2006



本文编号：3039432