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1、第13卷第2期电机与控制学报Vol113No122009年3月ELECTRICMACHINESANDCONTROLMar.2009用于驱动无刷直流电机的矩阵变换器控制策略姜田贵,周波,洪春梅(南京航空航天大学航空电源重点实验室,江苏南京210016)摘要:利用矩阵变换器驱动无刷直流电机,可以实现无刷直流电机的交-交直接控制。针对无刷直流电机反电势为梯形波、相电流为方波的特点,提出一种用于驱动无刷直流电机的矩阵变换器的控制策略。将矩阵变换器等效为整流器和逆变器的虚拟连接,分别对这两个虚拟环节采用输入电流空间矢量调制和三相六拍120°持续
2、导通模式,然后将两个环节的调制策略相结合,从而实现无刷直流电机交-交变频调速。该控制策略能够实现输出方波电流的同时实现输入电流的正弦化。对给出的控制策略进行了详细的理论分析与推导。实验验证了控制策略的正确性与可行性。关键词:无刷直流电机;矩阵变换器;整流器;逆变器中图分类号:TM46文献标识码:A文章编号:1007-449X(2009)02-0238-07ControlmethodofmatrixconverterdrivingbrushlessDCmotorJIANGTian2gui,ZHOUBo,HONGChun2mei(Aero
3、2powerSci2techCenter,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:TheAC2ACdirectcontrolofbrushlessDCmotor(BLDCM)canbeimplementedwhilematrixconverterisapplied.InthelightofthetrapezoidalbackelectromotiveforceandsquarephasecurrentofbrushlessDC
4、motor,anovelstrategyofmatrixconverterdrivingBLDCMispresentedinthispaper.ThematrixconverterwasdescribedtoanequivalentcircuitcombiningarectifierandaninverterconnectedthroughvirtualDClink.Inputcurrentspacevectormodulationand120°conductionmodewereemployedinthesetwostagesres
5、pectively.Thentheswitchmatrixwhichusedtodrivethematrixconvertercouldbeobtainedbysynthesizingtherectifierstageandinverterstage.Theinputcurrentofthesystemwassinu2soidalwhiletheoutputcurrentwasrectangular.Animportantpartofthispaperisdedicatedtotheanaly2sisanddeductionofmod
6、ulationandcontrolmethodproposed.Experimentresultsareincludedtoillus2tratethevalidityofthecontrolschemesproposed.Keywords:brushlessDCmotors;matrixconverters;rectifiers;inverters大多为脉宽调制交-直-交电压源型逆变器,这种1引言采用不控整流加滤波电容的变频器虽然性能良好,无刷直流电机具有结构简单、控制方便、可靠性但存在输入电流畸变严重、谐波大、输入功率因数[1,2
7、]高、功率密度大和效率高等优点,在传动领域得低、需要大体积的直流储能电容、难以实现能量的双到了广泛的应用。现有驱动无刷直流电机的变换器向流动等缺点。矩阵变换器正是为解决上述问题而收稿日期:2008-09-10基金项目:国家自然科学基金(50777029)作者简介:姜田贵(1984-),男,硕士研究生,研究方向为电机与变换器控制技术;周波(1961-),男,教授,博士生导师,研究方向为航空电源系统、电机及其控制与功率变换器技术等;洪春梅(1978-),女,博士研究生,研究方向为电机及变换器控制技术等。第2期用于驱动无刷直流电机的矩阵变换
8、器控制策略239提出的一种新型变换器,它具有输入特性好、输入功定义三相输入电压为率因数可调、中间无直流储能环节、能量可双向流动Ua=2Umcos(ωit),[3-5]等优点。无直流储能大电容,可以延长变换器Ub=2Umc
