永磁无刷直流电机的转矩脉动抑制的研究.docx

摘要：随着电力电子技术、现代控制理论和新型永磁材料的发展，永磁无刷直流电机及其控制技术已有突破性进展。永磁无刷直流电机以其效率高、噪音低、易维护等诸多优点，在航空航天、工业和家用电器等领域得到了越来越广泛的应用。但是，在低速运行期间，无刷直流电机存在较大的转矩脉动，这就限制了其在高精度系统中的应用。直接转矩控制技术是在20世纪80年代发展起来的一种交流调速技术，它是在定子坐标系下分析电机的数学模型，直接将定子磁链空间矢量和电磁转矩作为被控变量，对电磁转矩实现直接控制，控制方式更为简洁和快捷，可以进一步提高系统的动、静态性能。本文将直接转矩控制技术运用于无刷直流电机调速系统中，以减小无刷直流电机转矩脉动。

本文首先详细分析了无刷直流电机本体的结构和工作原理，并建立起无刷直流电机的数学模型。其次在详细分析了直接转矩控制理论的基础上，设计了无刷直流电机的直接转矩控制系统。最后利用Matlab/Simulik软件，建立了无刷直流电机直接转矩控制的仿真系统，并进行了仿真验证。仿真结果表明，该直接转矩控制方案，能有效的抑制其转矩脉动，系统具有良好的动、静态性能，具有一定的实用意义和推广价值。

关键词：无刷直流电机，直接转矩控制，Matlab/Simulik，转矩脉动

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摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 本课题的研究背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.3 本文主要研究内容-4

第2章无刷直流电机的工作原理与及数学模型-6

2.1无刷直流电机的基本结构-6

2.1.1永磁无刷电机本体-6

2.1.2 转子位置检测装置-6

2.1.3电子换相器-7

2.2无刷直流电机的工作原理-7

2.3无刷直流电机的数学模型-8

2.3.1电压平衡方程-8

2.3.2电磁转矩方程-10

2.3.3运动方程-10

2.3.4电机状态方程-11

第3章无刷直流电机的直接转矩控制系统的原理-12

3.1直接转矩控制的特点-12

3.2无刷直流电机直接转矩控制系统-13

3.2.1 磁链观测模型-14

3.2.2 转矩观测模型-15

3.2.3 逆变器开关状态和电压空间矢量模块-16

3.2.4磁链滞环比较器模型-18

3.2.5转矩滞环比较器模型-19

3.2.6定子磁链扇区表和开关表-20

第4章无刷直流电机直接转矩控制系统仿真研究-23

4.1仿真软件简介-23

4.2无刷直流电机本体的仿真模型-23

4.3无刷直流电机直接转矩控制系统的仿真-25

4.4无刷直流电机直接转矩控制的仿真结果-27

第5章总结与展望-31

5.1全文总结-31

5.2未来展望-31

参考文献-33

致谢-35