BLDCM數(shù)學(xué)模型建立

1、 電氣傳動(dòng) 2004年 第 2期=沈艷霞紀(jì)志成1,21,22.江南大學(xué),并進(jìn)行了。A NovelM ethod ofBuilding up theDynam icM odelofBLDCM Based M ATLABShen Yanxia Ji Zhicheng Jiang JianguoAbstract:In this paper, a novelm ethod is proposed to building up the dynam ic m odelofbrushless dc m o-tor. The nodalnetwork m ethod is adopted and sim ul

2、ation is carried outbased on M ATLA B. Itis shown thatbrushless dc m otor can be controlled efficiently when using this m ethod.K eyw ords:brushless dc m otor nodalnetw ork m ethod m athem aticalm odel M ATLAB流電機(jī)的特性 ,得到其數(shù)學(xué)模型如下 。電壓方程為uia0sic0L-M000iae a領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展使得對其控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡易、0bb L L L0L- Mic式中:u,u ,u為

3、定子三相電壓 ;i,i ,i為定子三abcabc相電流 ;R ,L,M 分別為定子三相繞組的電阻 、自感和相間互感 ;e,e,e為定子三相反電動(dòng)勢 。abce,e,e是電機(jī)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)子位置的函數(shù) ,將其abc,常規(guī)的分析進(jìn)行傅立葉變換后 ,表示為NE()=K asin (n)+bcos(n)bnnn=1式中 : 為反電動(dòng)勢 ; 為反電動(dòng)勢系數(shù) ; , 為a bEK分析法建立了無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的仿真模bnn傅立葉系數(shù) ; 為轉(zhuǎn)子位置 。由于反電 動(dòng)勢波形是奇函數(shù)且半波對 稱 ,2型符合無刷直流電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行性能2 無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型假定無刷直流電機(jī)的定子繞組為。所以上式可以簡化為1NE()

4、=K asin (n)bnn=160相帶整其諧波成分的幅值隨著頻率的增加而迅速減小次及以上諧波幅值相對于基波和 3次諧波 ,其影,5響甚微 ,可以忽略 。在此 ,為準(zhǔn)確起見 ,我們?nèi)〉?9次諧波 。27 電氣傳動(dòng) 2004年 第 2期=BLDCM 的電磁轉(zhuǎn)矩方程為T = (ei+ ei+ ei)/ea ab bc c0Y=23-a-a 23a11a1a+R+R613La1a+ R+ R152RR+ RR 0 0 024RR4RR4abbc- (RR+ RR) 000420-R000 -R(+ R+ R+ R) -(R+R)b13a3bL0R+R3R+R+R+Rb53bc- (RR+ RR) R

5、RRR42440RRR000L35其中 ,a=RR +RR ;a=a+R。141采用以上建立的仿真模型 ,利用 M atlab語言編程,我們對一定子電感為 12 mH,定子電阻為1.36 ,負(fù)載慣性為 0.000 427,電壓為 48V的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真 ,仿真波形如圖4圖 8所示 。由仿真圖可以看出 ,該模型可以很好地復(fù)現(xiàn)BLDCM的 特 性 。圖 4反 電 動(dòng) 勢 的 平 頂 部 分 約 為28 電氣傳動(dòng) 2004年 第 2期iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii,仿真是縮短開發(fā)周期的一

6、個(gè)重要環(huán)節(jié) 。本文針對無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ,采用節(jié)點(diǎn)分析方法和電路理論,建立了無刷直流電機(jī)和功率變換器的仿真模型。電機(jī)的反電動(dòng)勢 、轉(zhuǎn)矩 、電流和轉(zhuǎn)速等的仿真波形都證明該方法不僅可以用來分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能 ,而且也可以用于對動(dòng)態(tài)性能的研究 。參考文獻(xiàn)1 張琛編著 .直流無刷電動(dòng) 機(jī)原理及應(yīng) 用 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,20012 WaikarSP. A Low Cost Low Loss Brushless Perm anentM agnetM otorDrive. Ph. D Dissertation, 20013 Pillay P, K rishnan R. M odeling,

7、Sim ulation and Analysis ofPerm anentM agnetM otor Drives: ,The Brushless DC M o-tor Drive. IEEE Trans. O n Industry A pplication, 1989,25(2):274 279,4 Pillay P, K rishnan R. M odeling, Sim ulation and Analysis ofPerm anentM agnetM otor Drives: ,The Perm anentM agnetSynchronous M otor Drive. IEEE T

8、rans. O n Industry Appli-,cation,1989,25(2):265 273收稿日期 :2003-03-10修改稿日期 :2003-11-18動(dòng)裝置對調(diào)速性能的要求 ,有良好的應(yīng)用價(jià)值 。參考文獻(xiàn)1 陳國呈 .PW M 變頻調(diào)速技術(shù) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,19982 K eliang _hou, Danw eiW ang. Relationship Betw een Space-vector M odulation and T hree-phase Carrier-ased PW M :aCom prehensive A nalysis. IEEE T rans. Industrial E lectron-ics, 2002,49(1):186 196制的相電流波形3 陳 伯 時(shí).電 力 拖 動(dòng) 自 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng).北 京:機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社,19974 _henyu au, David bigoli. A C Induction M otorControlc singConstant def Principle and Space g ector PW