軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制策略研究.pdf

1、軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)是一種采用了無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)的盤式電機(jī)，具有功率密度大、空間體積小、電機(jī)效率高等特點(diǎn)，該類電機(jī)在航空工業(yè)和電動(dòng)汽車等對(duì)電機(jī)體積有特殊要求的領(lǐng)域有極大的市場(chǎng)前景。但該類電機(jī)的無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)致使其在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)方面的性能不能滿足要求，從而限制了其在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用。本文主要研究軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題，并且提出了基于直接轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方案。
　　本文首先介紹了軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)介和國(guó)

2、內(nèi)外對(duì)該電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題的研究現(xiàn)狀。介紹了軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)獨(dú)特的定子無(wú)鐵心結(jié)構(gòu)，研究了該電機(jī)的工作原理，分析了該電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。本文通過實(shí)際測(cè)量實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)和電機(jī)參數(shù)，建立了軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)的本體模型。搭建了傳統(tǒng)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)模型并進(jìn)行仿真。
　　其次，對(duì)軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并對(duì)常用的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方案進(jìn)行了討論。針對(duì)該種電機(jī)存在的由PWM斬波調(diào)速引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，采用

3、基于BUCK電路的PAM控制策略進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，只對(duì)一種轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行抑制無(wú)法達(dá)到提高電機(jī)性能的目的。
　　然后，將直接轉(zhuǎn)矩控制算法應(yīng)用到軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中。分析了直接轉(zhuǎn)矩控制算法的原理，設(shè)計(jì)了軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)方案，并進(jìn)行建模仿真。仿真結(jié)果表明，軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心無(wú)刷直流電機(jī)采用直接轉(zhuǎn)矩控制算法能取得良好的控制效果。
　　最后，針對(duì)本課題所研究的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了軸向磁場(chǎng)無(wú)鐵心