无刷直流电机变频控制特性研究

摘要

无刷直流电机具有高效能、低噪声、结构简单、可靠性高以及维护费用低等诸多优点，在家用电器、工业应用、医疗以及航空航天等领域得到了广泛应用。本文致力于研究一种基于无位置检测理论的无刷直流电机控制系统。
　　根据无刷直流电机的基本运行原理和数学模型，本文采用反电动势过零检测算法，建立了基于 MATLAB/Simulink的无刷直流电机控制系统模型，实现了速度外环、电流内环的双闭环控制。在分析各种调制模式的基础上，选取了最优的前30°后30°导通单管控制模式。研究了单管控制模式下电机运行过程中的各部分损耗，得出了最大效率点与反电动势系数以及空载损耗参数的对应关系。同时，通过设置启动及运行参数，实现了针对不同控制环境条件的启动及运行。
　　在上述研究基础上，本文以 Microchip公司生产的dsPIC30F4012芯片为核心，设计完成了针对无刷直流电机的变频驱动控制器，并对其进行了相应的启动及负载特性试验，试验结果与理论分析基本一致。与传统控制模式相比，该种控制模式由于在非导通相没有引入续流，增强了电机运行的稳定性和可靠性。