无刷直流电机无直轴电枢反应的非正弦转子磁场定向矢量控制技术.pdfVIP

2022 年 8 月 电 工 技 术 学 报 Vol.37 No. 16 第 37 卷第 16 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug. 2022 DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.210377 无刷直流电机无直轴电枢反应的 非正弦转子磁场定向矢量控制技术 李珍国 孙启航 王鹏磊 崔屹峰 （燕山大学电力电子节能与传动控制河北省重点实验室 秦皇岛 066004 ） 摘要 该文提出一种考虑非正弦磁场分布特征的无刷直流电机转子磁场定向矢量控制技术， 此技术既在无需换相区检测的前提下抑制了转矩脉动，又解决了由于直轴电枢反应造成的助磁和 去磁的问题。为此，首先，通过对比分析不同转子磁场分布下的转子磁链波形，得出在非正弦转 子磁场分布下以转子位置角作为旋转角的等功率3s/2r 变换不能实现转子磁场定向的结论；其次， 通过改变等功率 3s/2r 变换矩阵中的旋转角，使得变换后转子磁链无 q 轴分量，从而建立非正弦 转子磁场定向坐标系并得出该坐标系下的动态数学模型；最后，理论推导出无直轴电枢反应运行 时给定参考转矩下所需的 d 、q 轴电枢电流求解方程，并以此构建出无刷直流电机无直轴电枢 反应的转子磁场定向矢量控制系统。所提控制技术通过相应的数字信号处理（DSP ）驱动实验验 证了其可行性和有效性。 关键词：无刷直流电机 非正弦磁场分布 转子磁场定向 无直轴电枢反应 转矩脉动抑制 中图分类号：TM351 Non-Sinusoidal Rotor Field Oriented Vector Control Technology Without d-Axis Armature Reaction in Brushless DC Motor Li Zhenguo Sun Qihang Wang Penglei Cui Yifeng （Key Lab of Power Electronics for Energy Conservation and Motor Drive of Hebei Province Yanshan University Qinhuangdao 066004 China ） Abstract This paper proposes a vector control strategy of brushless DC motor (BLDCM) based on rotor field orientation considering the non-sinusoidal field distribution, which can not only suppress the torque ripple without the detection of commutation zone, but also solve the problems of magnetization and demagnetization caused by d-axis armature reaction. Firstly, through the comparative analysis of the rotor flux waveform under different rotor field distributions, it is concluded that the 3s/2r transformation with the rotor position as rotation angle cannot achieve rotor field orientation when rotor field distribution is non