无刷直流电机转矩脉动抑制技术研究

无刷直流电机是以电子换相来代替机械换相的直流电机,它保持了直流电机的优良特性,具有较好的启动和调速性能,而且它无需机械换向器,结构简单,可以从根本上克服有刷直流电机易于产生火花的弊病,因此在航天、机器人、数控机床、以及医疗器械、仪器仪表、家用电器等方面得到广泛应用。但是,无刷直流电机运行中存在的转矩脉动问题对实现精确的位置控制和高性能的速度控制存在较大影响。本文主要研究无刷直流电机转矩脉动产生的原因及抑制方法。 文章首先介绍了无刷直流电机的工作原理、导通方式,并通过对数学模型的分析建立了无刷直流电机仿真模型,用双闭环控制进行了仿真,验证了模型的可行性。其次分析了无刷直流电机转矩脉动成因、抑制方法及其换相过程、换流过程、PWM调制、换相死区对换相转矩脉动的影响,同时给出了换相时间、换相电流的计算方法。然后对无刷直流电机PWM调制策略进行了研究,介绍PWM调制技术在无刷直流电机中的应用,并对不同PWM调制方式对换相转矩脉动的影响进行了详细的分析、推导和仿真。最后给出了基于TMS320LF2407ADSP的无刷直流电机控制系统硬件及软件实现方案。