无刷直流电动机启动过程的Matlab仿真

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张会焱：无刷直流电动机启动过程的Ｍａｄａｂ仿真

式中．电磁转矩为

电磁功率为

乙＝告

乙＝乞之＋％‘＋ｅｃ‘

（８）

（９）

２运行状态分析

在本文中，无刷直流电动机电枢绕组与逆变器的联接形式采用三相导通三相星形六状态的方式。

如图２所示。假设在任意时刻开关线路的上桥臂和下桥臂有一个或者两个晶体管导通，即三相绕组的通电顺序依次为Ａ＋Ｂ屯＋、Ａ＋Ｂ屯一、Ａ＋Ｂ＋ｃ一、Ａ—Ｂ＋ｃ一、Ａ’Ｂ屯＋、Ａ。Ｂ屯・（１８０。导通型）字母上标为加号代表电流流进绕组，字母上标为负号代表电流流出绕组。当电流为Ａ＋Ｂ＿ｃ＋通电时，转子磁极位置如下图３中ａ所示，Ｆｓ为定子绕组合成磁动势，ＦＮ为转子永磁体磁动势，０为转子磁极位置角（Ｏ＝ｏ一训３）。当永磁体位于起始位置时．Ａ、Ｃ两相电流流进绕组，而Ｂ相电流流出绕组。此时电流流通

的路径为：电源正极一Ｖ。管—呱相绕组一Ｂ相绕组—－Ｖ６管一电源负极；还有，电源正极一Ｖｓ管—屺相绕组一Ｂ相绕组—Ｖ。管一电源负极。ＦＳ和Ｒ相互作用，使转子

顺时针旋转。当转子顺时针旋转训３到达终止位置时，开始进入电流为Ａ＋Ｂ屯‘通

电的状态，如图３中ｂ所示。此时电流流通的路径为：电源正极一Ｖ，管一Ａ相绕

组一Ｂ相绕组一Ｖ６管一电源负极；还有，电源正极一ＶＩ管—Ａ相绕组川相绕

组一Ｖ：管一电源负极。Ｆｓ和ＦＮ相互作用，使转子继续顺时针旋转。如此六种状态循

环往复。阁在电角度０的各个区间内Ｖ。＿６管的导通顺序如表ｌ。

一个周期２霄内的运行状态图如图３所示。Ｏ为转子磁极位置角（０＝０一们是

第一个状态）

Ｏ与六个边界值的差值作为他ｈｙ的输入信号，通过逻辑转换得到逆变器的输入信号Ｓ。．６

图４脉冲序列产生模块

六个ｒｅｈｙ的输出分别是下表的ｌ、２、３、４、５、６，Ｓ－＾６的逻辑值如表２

表２脉冲信号逻辑真值表

图２无刷直流电动机的基本电路结构

表１三相电流在晶闸管中的流向

电劁晓Ｏ

棚捌３

ｉ钾

３纠３

１

Ａ

＾＾Ａ＾Ａ导习蕊守

ＢＢＢＢＢＢＣ

ＣＣＣ

Ｃ

Ｃ

Ⅵ导通

导通导丑％导粗

导通导遇Ⅵ导逼

导迥导逼Ⅵ导逼

导通导通、‘导遗导通

导通碥

导逼

导通

导遇

删ｃ田ｄ

明ｆ

图３一周期内磁势和电流方向的变化

由５逆变器等效电路

Ｏ

３

ＰＷＭ逆变器的通用数学模型

三相全桥逆变器有大功率晶体管（ＣＴＲ）、功率场效应管（ＭＯＳＦＥＴ）、绝缘栅双

极型晶体管（ＩＧＢＴ）等器件，这些器件一般由６个开关管组成。在仿真过程中，可以用六个理想的开关Ｓ；（ｉ．１，２，３，４＇５，６）来代替，其等效的拓扑结构如图５所示。

由于同一桥臂的两个开关管不能同时导通，可设第ｉ个开关管导通时，Ｓｉ＿１；否则Ｓｉ＝Ｏ。同时假设三相参数完全对称，ｏｋ产ｋ

Ｌ，Ｒ．：Ｒ妒ｋ＝Ｒ，则由逆变器输出端至直流电源中性点的电压为

Ｉｕ０＝ｓ计％／２｛【，ｋ＝ｓ６｝ｕｄ，２

Ｋ＝ｓｎ讥／２

（１０）

其中开关函数。

本拦目贲任编辑：唐一乐

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张会焱：无刷直流电动机启动过程的Ｍａｄａｂ仿真

图１０定子三相电流、电磁转矩、转速仿真曲线图１１定子；相电流、电磁转矩、转速仿真曲线

参考文献：

【ｌ】罗飞，郗小田，文小玲，许玉格．电力拖动与运动控制系统【Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００７．

【２】张崇巍，李汉强．运动控制系统［Ｍ】．武汉：武汉理工大学出版社，２００２．

【３】李华德，白晶，李志民，等．交流调速控制系统【Ｍ】．北京：电子工业出版社，２００３．

【４】马信义，杨立群，林敏，龚少华．Ｍａｄａｂ６应用开发指南［Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００２．

张会焱（１９７５一），男，湖北襄阳人，助教，研究方向：控制理论与控制工程，电机控制。

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无刷直流电动机启动过程的Matlab仿真

作者：张会焱， ZHANG Hui-yan

作者单位：上海海事大学,上海,200135

刊名：

电脑知识与技术

英文刊名：COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY

年，卷(期)：2009,5(10)

参考文献(4条)

1.罗飞;郗小田;文小玲;许玉格电力拖动与运动控制系统 2007

2.张崇巍;李汉强运动控制系统 2002

3.李华德;白晶;李志民交流调速控制系统 2003

4.马信义;杨立群;林敏;龚少华Matlab 6应用开发指南 2002

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