一种三相交错并联BUCK变换器在高速BLDC控制中的应用.pdf

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1、《电气自动化)2015年第37卷第2期变流技术Conve~erTechnique一种三相交错并联BUCK变换器在高速BLDC控制中的应用寿利宾，魏俊天(同济大学电子与信息工程学院，上海201804)摘要：永磁无刷直流电机由于结构简单，不需要额外励磁，效率高和功率密度大等优点，成为当今高速电机的研究热点，广泛应用于航空航天、汽车及船舶等工业。针对高速永磁无刷直流电机的调速要求，研究了一种前级交错并联BUCK变换器，与传统BUCK变换器相比，不但降低了输出电流纹波，而且还改进了动态响应，提高_r系统功率密度。最后搭建了MATLAB／Simulnk仿真模型

2、，验证了理论分析。关键词：无刷直流电机；交错并联；BUCK变换器；电流纹波；动态响应D0I：10．3969／j·issn．1000—3886．2015．02．003[中图分类号]TM31[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2015)02—0008—04A3一phaseInterleavedBUCKConverterAppliedinHigh-speedBLDCControlSHOULi．bin．WEIJun—tian(CollegeofElectronicsandInformationEngineeringofTongiiUniversi

3、ty，Shanghai201804，China)Abstract：Thepermanent·magnetbrushlessDCmotorhasbecomeahotspotintheresearchofhigh—speedmotorsresearchandhasfimndwideapplicationinaerospace，automobileandshipbuildingindustriesbyvirtueofitsadvantagesofsimplestructure，noneedofadditionalexcitation，higheficien

4、cyandhighpowerdensity．Respectivetothespeedregulationrequirementofthehigh—speedpermanentmagnetbrushlessDCmotor，thispaperdiscussesaBUCKconverterinterleavedattheprecedingstage，whichdoesnotonlyreducestheoutputcurrentripple，butalsoimprovesdynamicresponseandraisesthesystempowerdensit

5、y，whencomparedwithtraditionalBUCKinverters．Finally，aMATLAB／Simulinksimulationmodelissetuptoverifythetheoreticalanalysis．Keywords：brushlessDCmotor；interleaving；BUCKconvener；currentripple；dynamicresponseO引言磁场会在转子护套中感应出一定量的涡流，相对于不采用PWM控制驱动的状态可带来超过电机允许的温升，造成转子磁钢的退直流电机调速方法主要有三种：调节电枢

6、电压、改变电机主磁。因此，高速无刷直流电机驱动系统往往在电源和逆变器之问磁通、改变电枢回路电阻。改变电枢电路电阻调速方法属于有级采用BUCK直流调压器。。调速，能量利用率低，弱磁调速方法调速范围很小，因此，目前直(3)交错并联BUCK流电机调速系统主要调压调速为主⋯。无刷直流电机采用电子为了改进BUCK类型电压调整模块的动态响应要求，需进一换相代替机械换相，其调压调速方式分为：PWM斩波调速、PAM步减小主电路电感及输出滤波电容的体积。美国电力电子系统调压调速。中心提出了多相交错并联的BUCK变换器。。交错并联不但(1)PWM直流斩波调速能降低输出电

7、流纹波，改进动态响应，提高功率密度，并且改进了PWM直流斩波调速是常用的一种调速方法。其基本原理是热设计，是一种较好的电路结构。通过功率开关器件的开通和关断来实现控制，通过调节开关管通断时间，将固定的直流电源电压变成平均值可调的直流电压来控1BUCK变换器基本原理制电机的速度。在低速领域，无刷直流电机一般采用PWM斩波降压式(BUCK)变换器是一种输出电压等于或小于输入电调速的策略。无刷直流电机PWM斩波调速的研究丰要集中在压的单管非隔离直流变换器，图1给出了它的电路拓扑图。PWM调制方式对无刷直流电动机换相转矩脉动的影响。BUCK变换器主电路主要有

8、开关管T，二极管D，输出滤波电感(2)PAM调压调速策略和输出滤波电容c构成。根据电感电流是否连续，BUCK