直流电机的建模及其仿真

摘要

从电机和控制的角度出发，阐述了直流电机在应用需要解决的关键性问题—电磁转矩脉动。详细分析了电磁转矩脉动产生的各种原因，特别是分析了相电流换向所产生的纹波转矩脉动。对直流电机的工作原理进行了详尽的分析，建立了三相直流电动机的数学模型。并利用Matlab/SimuLink软件建立了三相无刷直流电动机的控制系统仿真模型。仿真模型采样的是电机控制系统中常用的双环系统〔转速—电流双闭环控制)。为了提高系统的静动态特性，转速外环采用P调节器，，电流内环采用PI调节器。转子位置通过直流无刷电机感应电势检测，仿真结果表明了该仿真模型控制系统与理论分析完全吻合，从而证明了模型的有效性。

关键词:无刷直流电动机、转矩脉动、仿真；

Abstract

The point of view of motor and control, the paper expounds all kinds of cause of  dcmotor’s ripple torque. especially ,analyzes the cause of commutaio torque ripple. mathematical model is presented based on the operating principle of BLDCM, which is analyzed indetail. This paper introduces software Matlab/Simulink and how to use it. Simulink model of  three-phase BLDCM is set up and performed. The control system is virtually a dual closed-loop system with current controlleras inner loop and speed controlleras outer loop. speed controller adopts P regulator and current controller adopts PI regultor. We estimate rotation position through brushless domotor's emf.The simulation results are discussed, which are consistent with the theoretical analyse. thus the model is verified through simulation. 

Keywords: BLDCM; Torque-Ripple; Simulation

目录

摘要 2

Abstract 3

第2章直流电机的简介 5

2.1．直流电机的发展及市场概况 5

2.2．直流电机的基本结构和工作原理 6

2.3．直流电机的常用调速方式 11

第3章直流电机数学模型的建立 12

3.1．直流电机电枢电压和转速方程的建立 12

3.2．直流电机的传递函数模型和频率特性 13

3.3．直流电机不同负载下的工况仿真及分析 13

第4章结论 18

参考文献 19

致谢 20