无刷直流电动机的组合控制中文译文.docx

毕 业 设 计（论 文）英文翻 译课题名称基于TMS320F2182无刷直流电机控制系统的设计系 部电气与信息工程学院专 业电气工程及其自动化班 级T1223-8学 号20120230806姓 名胡博指导教师方胜利2016 年 4 月 1 日中文译文:无刷电动机的组合式控制摘要 无刷直流电机由于其具有较低的运行维护成本、易调速、高扭矩和转速，稳定性好的特点而被认为是一种高性能的电动机。一般地，无刷直流电动机是由永磁材料制造的转子和带有三相绕组线圈的定子组成。在每一个控制脉冲到来时，三相绕组中的两相绕组产生旋转磁场，而另一相悬空绕组则感应出电磁力，并且产生反馈电流作为噪声信号到控制器。采用组合式控制方案目标是以累加过电流通过附加转换电路来获得高的利用率这种方法。因此，无刷直流电动机可以驱动负载的同时也能发电。这个拟定的转换电路已经在PSpice软件中设计和仿真出来了。结果显示输入电压的75%可以给电容充电。关键字;无刷直流电动机；发电机；混合系统；组合模式1.简介 生产能源，如在快速变化的世界中电力是我们必不可少的，在这里我们使用的电力设备和消耗的能源比以往任何时候都多。人们已经发明一些设备用于把自然能转换成电能。毋庸置疑，发电机在把自然机械能转换成电能的过程中扮演着重要的角色，然后电能储存在电池里。作为发电机能量的逆向过程，电动机则是把电能转换成机械能。本文，我们设想了一种新的控制方法，这种方法能够让电动机既能够发电也能够输出机械能。无刷直流（BLDC）就是其中一种。无刷直流电动机有永久磁极和固定的电枢，这些磁极可以旋转。因此，把反馈电流送到旋转的转子就不再是个问题。无刷直流电动机和有刷直流电动机、感应电动机相比有一些优点，包括大扭矩、高效率、高稳定性、低噪音和更长的寿命（无电刷和换向器磨损），并且换向器没有电磁火花产生的特点。无刷直流设备有三种控制模式，电动机，发电机和混合模式。在电动机模式中已经有多种控制方式被设想出来了。在[1],xitai et al.的控制方法中，采用星型连接三相全桥驱动方式和采用基于DSP来分析三闭环控制方案。Yasuhiro et al.[2]的方式被认为是一个小型无刷直流电动机系统。他们提出的这个设计是基于电流的单向流动性。在[3,4]的方法中，三相PWM控制是用来驱动基于DSP的电动机。也有人提出利用微控制器模糊控制逻辑来控制无传感器的无刷直流电动机。在[5]中介绍了采用两个电阻去检测通电的那一相中的过零点的反电动势信号，而不用价格昂贵的霍尔传感器来检测。这个系统是用微型控制器来进行模糊的逻辑控制。 在发电机模式中，一些控制技术在同步整流器和转换器[6,7]已经提出。在[8]中，无刷直流发电机中的永磁体被辅助磁场绕组所代替。在混合模式中的控制是这个领域中的最大挑战，混合模式是一项控制技术，这项技术可以使机器自由地在电动机模式和发电机模式切换工作。在[9]中，Kim et al.认为这种控制方式可以使扭矩的波动最小化，并且可以使电动车或者混合电动车中的无刷直流电动机/发电机的电能密度最大化。另外，在[10]中，有人提出来了20KW永磁无刷直流设备的混合控制系统设想。据他们说，这个永磁无刷直流设备配合1.9L的柴油机进行发电能给高压电存储系统充电并且可以驱动连接着后方汽车的感应设备。在汽车加速的过程中也可以用永磁无刷直流设备存储的电能去发动引擎或者去增加动力。在[11]中，Afjei和Torkaman比较了两种不同新式的电动机/发电机的结构，他们分别是一个辅助转换的磁阻电动机和无永磁体的无刷直流电动机。写到这里，在这些传统的发电系统中，一台设备能够在电动机和发电机两种不同的运行方式之间随意转换。在文章中，一个新的控制方法已经提出来了，这种方法就是当电动机在运行时它也可以存储能量。文章由如下部分组成：第二章讨论了无刷直流电动机的组合式控制的运行方式。第三章描述了仿真模型。第四章则给出了仿真的结果。最后，第五章总结了文章的结论。2.无刷直流电动机的组合式控制 本章阐述了组合控制的问题，这个问题就是当无刷直流电动机工作的过程中电能是从哪里产生并存储到电池中去的问题。一般地，传统的三相无刷直流电动机有三个定子绕组。然而，绕组数可以成倍增加以获得很小的转矩损耗。图1画出了定子的电路图。它定子由A、B、C三相绕组组成。转子由一个永磁体组成。转子侧的磁极对数影响着步距大小和转矩损耗。磁极数越多，步距越小，转矩损耗越少。图1中画出的就是磁极对数为1的情况。当电动机绕组正常工作时，磁场产生并且转子转动。最基本的换相驱动方法是on-off方式：一相绕组通电或者不通电。在三相无刷直流电动机中，只有三相中的两相在同一时刻通电，而此刻另一相则不通电。组合式控制方式利用电动