本文選題：永磁無刷直流電機　切入點：換相電流脈動　出處：《浙江大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：永磁無刷直流電機因其高效性和控制簡單,已獲得廣泛應用,并開始在一些有特殊要求的軍工場合獲得應用。本文基于永磁無刷直流電機的短時力矩提升以及帶負載總停并鎖定兩個特殊軍工應用場合,針對大電感重載情況相電流移位導致轉矩下降問題以及帶載急速制動并鎖定的制動力矩可控性和鎖定力矩的跟隨性問題進行了研究。本文首先分析了永磁無刷直流電機低速運行時電流環(huán)PWM_ON調制方式換相期間的換流特點,針對由PWM_ON調制引起的換相電流脈動提出特定占空比增量控制法,在電機低速運行時能夠完全抑制換流脈動。仿真及實驗結果驗證了理論的可行性。其次,就大電感重載情況短時力矩提升問題,本文從提升單位電流的轉矩著手,采用換相角提前使相電流中線與反電勢中線重合的控制方式,在相電流對稱的前提下,推導出換相超前角公式,解決相電流相位滯后問題,從而實現(xiàn)單位電流輸出轉矩的提升。仿真和實驗結果表明,采用超前相位角法能夠明顯提升輸出轉矩。再次,本文就永磁無刷直流電機帶負載急停鎖定問題,提出逐周期限流反接制動控制法,在保證急速制動的前提下獲得可控的制動力矩;當電機轉速降低到給定值后,采用不對稱跟隨鎖定方法,按HALL位置區(qū)間進行轉子位置跟隨,并利用不對稱制動轉矩鎖定轉子位置。仿真結果表明了理論的有效性。另外,文章還詳細介紹了基于TI公司TMS320F28069控制芯片的驅動控制硬件平臺,在該平臺上完成了上文實驗驗證,并通過CAN通訊實現(xiàn)了上位機對電機運行狀態(tài)的監(jiān)測,包括狀態(tài)監(jiān)督以及發(fā)送指令控制。
[Abstract]:Permanent magnet brushless DC motor has been widely used because of its high efficiency and simple control. In this paper, based on the short-time torque lifting of permanent magnet brushless DC motor and the two special military applications with total stop and lock with load, the application of permanent magnet brushless DC motor is studied. In this paper, the problem of torque drop caused by phase current shift under heavy load with large inductance, the controllability of braking torque with rapid braking and locking with load and the following problem of locking torque are studied. In this paper, the brushless straightness of permanent magnet is first analyzed. Commutation characteristics of current Loop PWM_ON Modulation Mode during low Speed Operation of current Motor, For the commutation current pulsation caused by PWM_ON modulation, a special duty cycle increment control method is proposed, which can completely suppress the commutation pulsation at low speed. The simulation and experimental results verify the feasibility of the theory. In view of the problem of short time torque lifting in the case of heavy load of large inductance, this paper starts with the torque of unit current of lifting, and adopts the control mode of changing phase angle in advance to make the central line of phase current coincide with the center line of reverse EMF in advance, under the premise of symmetry of phase current. The formula of phase commutation advance angle is derived to solve the phase current phase lag problem, thus the unit current output torque is raised. The simulation and experimental results show that the advanced phase angle method can obviously enhance the output torque. In this paper, a cycle by cycle current limiting reverse braking control method is proposed to lock the permanent magnet brushless DC motor with a load, and a controllable braking moment is obtained on the premise of rapid braking, and when the motor speed is reduced to a given value, the speed of the motor is reduced to a given value when the speed of the motor is reduced to a given value. The asymmetric following-locking method is used to follow the rotor position according to the HALL position range, and the rotor position is locked by the asymmetric braking torque. The simulation results show the validity of the theory. This paper also introduces the driver and control hardware platform based on TI's TMS320F28069 control chip in detail. The above experimental verification is completed on the platform, and the monitoring of the running status of the motor by the upper computer is realized through CAN communication. This includes state monitoring and command control.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM33;TP273

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