BLDCM数学模型建立

1、 电气传动 2004年 第 2期=沈艳霞纪志成1,21,22.江南大学,并进行了。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流电机的特性 ,得到其数学模型如下 。电压方程为uia0sic0L-M000iae a领域的不断扩展使得对其控制系统的设计简易、0bb L L L0L- Mic式中:u,u ,u为

3、定子三相电压 ;i,i ,i为定子三abcabc相电流 ;R ,L,M 分别为定子三相绕组的电阻 、自感和相间互感 ;e,e,e为定子三相反电动势 。abce,e,e是电机转速或转子位置的函数 ,将其abc,常规的分析进行傅立叶变换后 ,表示为NE()=K asin (n)+bcos(n)bnnn=1式中 : 为反电动势 ; 为反电动势系数 ; , 为a bEK分析法建立了无刷直流电机控制系统的仿真模bnn傅立叶系数 ; 为转子位置 。由于反电 动势波形是奇函数且半波对 称 ,2型符合无刷直流电机的实际运行性能2 无刷直流电机的数学模型假定无刷直流电机的定子绕组为。所以上式可以简化为1NE()

4、=K asin (n)bnn=160相带整其谐波成分的幅值随着频率的增加而迅速减小次及以上谐波幅值相对于基波和 3次谐波 ,其影,5响甚微 ,可以忽略 。在此 ,为准确起见 ,我们取到 9次谐波 。27 电气传动 2004年 第 2期=BLDCM 的电磁转矩方程为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语言编程,我们对一定子电感为 12 mH,定子电阻为1.36 ,负载惯性为 0.000 427,电压为 48V的无刷直流电机控制系统进行了仿真 ,仿真波形如图4图 8所示 。由仿真图可以看出 ,该模型可以很好地复现BLDCM的 特 性 。图 4反 电 动 势 的 平 顶 部 分 约 为28 电气传动 2004年 第 2期iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii,仿真是缩短开发周期的一

6、个重要环节 。本文针对无刷直流电机的结构特点 ,采用节点分析方法和电路理论,建立了无刷直流电机和功率变换器的仿真模型。电机的反电动势 、转矩 、电流和转速等的仿真波形都证明该方法不仅可以用来分析系统的稳态性能 ,而且也可以用于对动态性能的研究 。参考文献1 张琛编著 .直流无刷电动 机原理及应 用 .北京 :机械工业出版社 ,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动装置对调速性能的要求 ,有良好的应用价值 。参考文献1 陈国呈 .PW M 变频调速技术 .北京 :机械工业出版社 ,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制的相电流波形3 陈 伯 时.电 力 拖 动 自 动 控 制 系 统.北 京:机 械 工 业 出 版 社,19974 _henyu au, David bigoli. A C Induction M otorControlc singConstant def Principle and Space g ector PW