无刷直流电机改进型直接转矩控制研究

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1、ELECTRICDRIVE2014Vol.44No.8电气传动2014年第44卷第8期无刷直流电机改进型直接转矩控制研究林海，梁中，闫茂德，李晓辉，李刚，陈金平（长安大学电子与控制工程学院，陕西西安710064）°摘要：研究了120导通方式下的无刷直流电机直接转矩控制策略。通过分析了无刷直流电机转矩特性知°道，只要保持定子磁链幅值恒定并控制其旋转速度就可使电机获得快速转矩动态响应性能。对120导通方式下的无刷直流电机控制，定子磁链可近似认为保持不变。然而，对磁链幅值的控制将会改变电机绕组的固定导通方式，仅通过控制定子磁链旋转速度就可以实现电机的有

2、效控制。在此基础上提出了一种新颖的无刷直流电机直接转矩控制数字实现方案，所提策略去除了磁链控制，其中分别提出了两套不同的逆变器开关表。仿真研究结果验证了新策略的可行性和有效性。关键词：无刷直流电机；直接转矩控制；转矩脉动；定子磁链中图分类号：TM921文献标识码：AImprovedDirectTorqueControlinBrushlessDCMotorDrivesLINHai，LIANGZhong，YANMao⁃de，LIXiao⁃hui，LIGang，CHENJin⁃ping（SchoolofElectronicandControlEngin

3、eering，Chang’anUniversity，Xi’an710064，Shaanxi，China）Abstract:Aninvestigationofaninproveddirecttorquecontrol（DTC）forbrushlessDCmotor（BLDC）drivesin120elec.degreeconductionmodewasdescribed.TheperformanceoftorqueinBLDC-DTCsystemwasanalyzed.Keepingtheamplitudeofstatorfluxlinkageco

4、nstantandcontrollingitsrotaryspeedarekeystoobtainafasttorqueresponse.Thepartofcontrollingtheamplitudeofstatorfluxlinkagewasremovedinthesystemforitsineffectiveness，thenanovelDTCstrategywhichincludetwodifferentswitchingtablesandtwoestimatorsforfluxlinkageandtorquewasproposed.Th

5、esimulationresultsverifytheproposedschemeanddemonstratethatithasamuchbettersteadystateperformancewhilekeepingagooddynamicperformancecomparedwiththetraditionalPWMmethod.Keywords:brushlessDCmotor（BLDCM）；directtorquecontrol（DTC）；torqueripple；statorfluxlinkage过电机离线检测获得电机的与转子位置有关的

6、1引言三相反电动势函数，与电流乘积后得到估计转为了有效减小无刷直流电机（BLDCM）控制矩，并由转矩控制器减小了电机转矩脉动。然而，中转矩脉动并提高系统的控制性能，研究人员进离线检测反电动势给策略的实际应用带来困难。［1-14］［8-14］［5-7］行了广泛的研究。考虑到在常规BLDCM控Z.Q.Zhu等人将直接转矩控制（DTC）策［1］°制中导致转矩脉动的原因较多，于是，一些研究略引入120导通方式下的无刷直流电机控制中。人员开始从转矩脉动自身入手，将估计转矩或检该策略对转矩和磁链同时进行了闭环控制，转矩测得到的转矩作为反馈量进行控制，期望将转

7、矩脉动得到了有效抑制，研究取得了预期效果。然［14］纳入控制系统闭环控制，通过转矩控制器有效抑而，对定子磁链闭环控制的效果并不理想。因［9］制转矩脉动。其中，S.J.Kang针对由于非理想此，对以转矩作为控制量的无刷直流电机控制策梯形波反电动势造成的无刷直流电机转矩脉动略仍需进一步研究。问题提出了一种简单的直接转矩控制策略，它通本文分析了无刷直流电机的转矩特性，深入基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助（2013G1321043，2013G1321039，2013G1321036，2013G1321040）作者简介：林海（1978-），男，

8、博士，讲师，Email：linhai@chd.edu.cn11电气传动2014年第44卷第8期林海，等：无刷直流电机改进型直接转矩控制研