新型无刷直流电机直接转矩控制

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1、电气传动2011年第41卷第8期ELECTRICDRIVE2011V01．41No．8新型无刷直流电机直接转矩控制王超，黄运生，韩华(中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083)摘要：直接转矩控制被应用在无刷直流电机系统中，以减小转矩脉动。无刷直流电机直接转矩控制都是基于电压矢量空间6扇区划分的，提出了12扇区划分的控制策略，以求更加有效地减小转矩脉动，并针对直接转矩控制中转矩观测的问题，构建了以相电流、相电压为输入，电磁转矩为输出的小波神经网络，实现转矩的预测。仿真与实验结果表明：基于小波神经网络的转矩预测，结合无刷电机12扇区直接转矩控制，良好地实现无刷电机的转矩平稳控制。

2、关键词：无刷直流电机；直接转矩控制；12扇区划分；小波神经网络；转矩预测中图分类号；TM352；TP183文献标识码：ANovelDirectTorqueControlofBrushlessDCMotorWANGChao，HUANGYun—sheng。HANHua(SchoolofInformationScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China)Abstract：Forthepurposeofreducingtorqueripple，thedirecttorquecontrol(DTC

3、)isappliedinthebrush—lessDCmotor(BLDCM)inrecentyears．However．theexistingDTCmethodsarebasedonsixsectorsdivisionofvoltagevectorspace．Toreducetorqueripplemoreeffectively，anovelstrategyofBLDCMDTCbasedontwelvesectorsdivisionwasdeveloped．ThentOdetectthetorque，whichisnecessaryinDTC，awaveletneuralnetwo

4、rk(WNN)，whoseinputsarephasecurrentandphasevoltage，wasconstructed．Theresultsofanexperi-mentalsystemshowthatthetorqueoftheDTCsystembasedonthestrategyandtheWNNaboveiswellbal—anced．Keywords：brushlessDCmotor(BLDCM)；directtorquecontrol；twelvesectorsdivision；waveletneuralnetwork；torqueprediction近几年来，有

5、学者将直接转矩控制引入无刷设基础上，因此误差较大。直流电机控制L1]。将DTC用于无刷直流电机时，本文针对直接转矩控制在无刷直流电机系统不但可以略去其磁链观测部分口_。]，简化控制系中的应用，作了以下2方面工作：1)提出电压矢量统的结构，还可以利用其转矩控制的高动态性，有空间12扇区划分的直接转矩控制策略；2)针对转效抑制转矩脉动。矩观测问题，构建了以相电流、相电压为输入，电磁文献[2]实现了无刷直流电机直接转矩控制，转矩为输出的小波神经网络(WNN)，实现转矩的但其采用6分区的电压矢量空间。由于分区较预测反馈。仿真与实验结果表明：基于以上方法的宽，每次电压矢量切换所调节的磁通角过大

6、，导致无刷直流电机控制，转矩响应快，转矩脉动小。转矩控制不够平稳，未能发挥直接转矩控制的优1无刷直流电机DTC控制良性能。针对无刷直流电机直接转矩控制中转矩观测的问题，文献[4]采用公式法计算转矩，需预电机的电磁转矩可表示为知磁链，转子位置及相电流，且公式中包含微分T=kllllsin0(1)项，计算量大，计算精度低。文献E3-1和文献[5]利式中：k为转矩系数；Il为定子磁链空间矢量用反电动势形状函数法进行电磁转矩计算，虽然幅值；Il为转子磁链空间矢量幅值；0为定转子简单，但其基于反电动势波形为理想梯形波的假磁链之间的夹角，即磁通角。基金项目：中南大学研究生学位论文创新基金(200

7、9ssxt186)作者简介：王超(1987一)，女，在读硕士，Email：wangcha087811@126．com20王超，等：新型无刷直流电机直接转矩控制电气传动2011年第41卷第8期由此可知，转矩的大小与定子磁链幅值、转子磁链将二二导通及三三导通的12个非零电压空幅值和磁通角成正比。无刷直流电机的转子磁链幅间矢量融合在一起，形成12扇区划分的电压空间值由永磁体产生，其大小近似恒定。因此，只要选择矢量，如图1所示。y1适当的电压空间矢量，控制定子磁链