车用无刷直流电机转速控制系统设计及仿真.pdf

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1、第12卷第3期福建工程学院学报V01．12No．32014年6月JournalofFujianUniversityofTechnologyJun．2014doi：10．3969／j．issn．1672—4348．2014．03．002车用无刷直流电机转速控制系统设计及仿真刘仲恕(福建工程学院信息科学与工程学院，福建福州350118)摘要：以新型4相24极车用无刷直流电动机为研究对象，采用改进遗传算法对其转速控制系统进行了优化设计。该遗传算法在相当程度上解决了标准遗传算法搜索效率低和早熟收敛的问题。仿真结果表明：相

2、对于传统的3相6拍无刷直流电动机，采用改进遗传算法转速控制系统的4相24极无刷直流电动机具有转矩脉动较低、输出相应快速、稳态性能好以及抗干扰能力强等优点。关键词：无刷电机；改进遗传算法；系统设计中图分类号：TM35文献标志码：A文章编号：1672—4348(2014)o3—0211—05DesignandsimulationofvehiclebrushlessDCmotorspeed-controlsystemLiuZhongshu(CollegeofInformationScienceandEngineerin

3、g，FujianUniversityofTechnology，Fuzhou350118，China)Abstract：Anoptimumdesignof4一phase24-polevehiclebrushlessDCmotorspeedcontrolsystemwasperformedwithimprovedgeneticalgorithm(IGA)，whichisasolutiontolowsearcheficiencyandprematureconvergence．Simulationresultsshowt

4、hatcomparedtothetraditional3-phase6-beatbrushlessDCmotor．thespeedcontrolsystemof4一phase24-polebrushlessDCmotorwiththeim—provedgeneticalgorithm(IGA)hastheadvantagesoflowtorqueripple，fastoutput，goodsteady-stateperformanceandstrQnganti—interferenceability．Keywor

5、ds：brushlessmotor；improvedgeneticalgorithm(IGA)；systemdesign无刷直流电动机与有刷直流电动机的不同之本文研究的车用无刷直流电机，其转子结构处在于采用电子换向装置替代机械换向装置，保为永磁式4相24极，即24块永久磁钢固定在转留了有刷直流电动机宽广和平滑的优良调速性子铁芯外圆表面，定子绕组为对称的4相交流绕能，克服了有刷直流电动机机械换向带来的一系组。由于4相定子绕组电流换相时各相绕组存在列缺点，是最理想的调速电动机，在电动汽车上有的电感，电流不能突变，这将

6、使定子绕组中的输入着广泛的应用前景j。其主要特点有：高转矩，电流是梯形波而非理想的方波，从而产生纹波转过载能力较强，可满足电动汽车的负载突变的需矩，造成转矩脉动。这种电机虽然比传统3相6要；调速范围宽，反馈制动效果好，在汽车下坡或拍无刷直流电动机的转矩脉动减小很多，但低速刹车时可完全进入发电机状态，给电池充电；效率时转矩脉动仍然十分严重。因此，针对此种电机，高，尤其在平坦路面轻载车况下，仍能保持较高的研究采用改进遗传算法设计其转速控制系统，可效率；同时具有体积小、重量轻，控制系统简单等进一步有效改善转矩脉动现象，

7、实现电动机转速特点。和转矩的快速响应特性。收稿日期：2014—04—30基金项目：福建省科技厅自然科学基金资助项目(2009J01227)作者简介：刘仲恕(1969一)，女(汉)，福建南平人，副教授，硕士，研究方向：新型电机及控制技术。212福建工程学院学报第12卷14相永磁无刷直流电动机工作原理如下约束条件+++：。。4相24极无刷直流电动机定子共有24槽，由此得到电压方程：转子外圆表面固定24块永久磁钢，根据电机数学模型，4相解耦后的永磁无刷直流电机可以看成4+台并联的直流电动机，电机的每一相都可以与普通直流

8、电机一样独立控制。L—M0+O0(2)式中，Mu6、lZ、“d为定子相绕组电压；。、i6、i、id为定子相电阻电流；ee¨e、e为定子相绕组电图14相24极无刷直流电动机原理动势；r为每相绕组的电阻；为每相绕组的自感；Fig．1Principleof4-phase24·polebrushlessDCmotor为每两相绕组间的互感；P为微分算子。2．2电磁转矩方程给定直流电