无刷直流电机全调速范围内换相转矩脉动抑制策略研究.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TM301.2密级：公开UDC：621.3学号：152213无刷直流电机全调速范围内换相转矩脉动抑制策略研究研究生姓名：周志强导师姓名：王宝安花为申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称电气工程论文答辩日期2018年05月25日二级学科名称学位授予日期答辩委员会主席王宏华评阅人王宏华、樊英2018年05月硕士学位论文无刷直流电机全调速范围内换相转矩脉动抑制策略研究专业名称：电气工程研究生姓名：周志强导师姓名：王宝安花为RESEARCHONTORQUERIPP

2、LESUPPRESSIONSTRATEGYINTHEWHOLESPEEDRANGEOFBRUSHLESSDCMOTORSAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringSchoolofElectricalEngineeringSoutheastUniversityMAY2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了

3、文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文

4、档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要方波电流驱动的无刷直流电机（brushlessdirect-currentmachine，简称BLDCM）具有体积小、重量轻、效率高和结构简单等特点，近年来在民用家电特别是空调电机领域获得了广泛的应用。但因为BLDCM步进式的旋转方式和换相时绕组电流

5、的滞后性，电机的转矩脉动相对较大，影响了其在更多场合的推广及应用。本课题的研究目的是解决BLDCM控制系统在工程应用时转矩脉动较大的问题，在深入分析BLDCM结构特点与运行原理的基础上，首先，基于传统五种PWM调试方式，提出一种基于扇区细分的改进型PWM调制方式以抑制换相电流脉动；然后，提出一种基于霍尔传感器的改进型高精度位置信号获取方法以减小BLDCM的控制成本；最后，针对电机低速与高速时刻转矩脉动特性不同的特点，利用磁链自控制直接转矩控制法结合重叠换相法，实现了在全调速运行范围内抑制BLDCM

6、转矩脉动，并通过仿真与实验验证了控制策略的可行性。本文主要研究内容与成果如下：（1）阐述课题的研究意义，介绍BLDCM组成及工作原理，并分析其在工业领域当中的应用与存在的问题。对当前国内外BLDCM控制技术的研究现状进行了较为全面的分析和总结，指出了BLDCM现有控制方法的优点与不足。（2）提出一种改进的进行扇区细分的PWM调制方式，基于对现有PWM调制方式所引起的换相转矩脉动进行细致研究的基础上，指出传统四种PWM调制方法各自所存在的问题，并对换相转矩脉动进行了公式推导，进而得出了改进型PWM调

7、制方式。（3）提出一种改进型利用低精度位置传感器获取高精度位置信号的方法，提高电机动态过程中转速及位置信号估算的精确度以降低BLDCM的控制成本。（4）提出一种结合磁链自控直接转矩控制与重叠换相方法的BLDCM全调速范围内转矩脉动抑制方法，针对BLDCM在高速与低速区不同转矩脉动性质，利用两种方法各自的优点实现了转矩脉动的抑制。（5）基于MATLAB/Simulink构建BLDCM仿真模型，对所提算法进行仿真验证，搭建基于DSP28069M控制平台，对算法进行实验验证。关键词：无刷直流电机，转矩脉

8、动，PWM调制，霍尔传感器，直接转矩控制，重叠换相法IAbstractAbstractRecentyearsbrushlessdirect-currentmachinehasbeenwidelyusedinthefieldofcivilhouseholdappliances,especiallytheairconditioningmotorbecauseofthecharacteristicsofsimplestructure,smallsize,lightweightandhig