王松林, 谢顺依, 徐海珠, 连军强



无刷直流电机直接转矩控制系统

王松林, 谢顺依, 徐海珠, 连军强

(海军工程大学 兵器工程系, 湖北 武汉, 430033)

针对无刷直流电机换相期间存在较大的转动脉动，将直接转矩控制方法用于无刷直流电机控制系统中,分析了直接转矩控制的原理，结合无刷直流电机自身的特点，提出了略去磁链观测环节的无刷直流电机直接转矩控制方案。该方案转矩环采用滞环控制，根据转矩环输出和磁极位置决定施加的电压空间矢量。仿真和试验结果均表明，该方法能够较好地抑制无刷直流电机的转矩波动，具有良好的转矩动态响应。

无刷直流电机; 直接转矩控制; 电压空间矢量; 转矩脉动

0 引言

无刷直流电机(brushless DC motor, BLDCM)具有恒定的机械转矩和优良的机械功率特性, 结构简单、运行可靠、调速性能好, 在工业、航天航空等领域得到了日益广泛的应用。由于齿槽转矩和非理想的方波输入、换相等多方面因素使永磁BLDCM的转矩波动比较明显, 影响了其性能的进一步提升, 限制了其在高精度伺服系统中的应用[1-4]。

为了抑制BLDCM的转矩脉动, 提高转矩动态性能, 国内外许多学者进行了大量的研究。文献[5]通过反电动势与电流的乘积获得估测的转矩, 并利用转矩控制器减小了系统的转矩脉动。有学者把直接转矩控制(direct torque control, DTC)思想引入到BLDCM控制系统中。文献[6]提出了BLDCM的直接转矩控制, 采用转矩和磁链双闭环, 电压矢量在两相导通模式中选取。该方案保持了传统120°导通模式下良好的转矩特性, 同时抑制了因换相和非理想反电动势引起的转矩脉动, 具有更好的转矩动态响应。……