第25卷 第2期 湖南理工学院学报(自然科学版) Vol.25 No.22012年6月 Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences) Jun. 2012

无刷直流电机在Matlab 中的建模与仿真研究

荣 军, 杨 航, 李 献, 曾 宇, 王 伟

(湖南理工学院 信息与通信工程学院, 湖南 岳阳 414006)

摘 要: 无刷直流电机具有运行可靠、结构简单、维护方便、寿命长、噪声低等一系列优点, 在国民经济各个领域的应用广泛. 本文在分析无刷直流电机工作原理的基础上, 推断出了其数学模型, 并在Matlab/Simulink 中建立了其单闭环控制系统仿真模型, 最后对仿真结果进行了分析.

关键词: 无刷直流电机; 闭环; 建模; 仿真

中图分类号: TP341 文献标识码: A 文章编号: 1672-5298(2012)02-0055-05

The Modeling and Simulation Study of

BLDCM Based on Matlab

RONG Jun, YANG Hang, LI Xian, ZENG Yu, WANG Wei

(College of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China) Abstract : Brushless DC motor(BLDCM) has high running efficiency, good timing performance, nice control characteristic and without wasting excitation, and is applied widely in many scopes. In the paper, the mathematical model was deduced and the simulation model of the single closed-loop control system was built based on the working principle of analysis of BLDCM, and at last the simulation results were analyzed.

Key words : BLDCM; closed-loop; modeling; simulation

引言

无刷直流电机具有高速动态响应、高效率、长寿命、低噪声和高转速等优点, 在日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表领域广泛应用[1]. 因此研究无刷直流电机控制技术就显得非常重要. 但是在工农业生产过程中, 对电机控制系统具体设计时, 往往会出现这样或者那样问题, 不仅耗时耗力, 而且即使设计出的系统也常常不能满足实际生产的需要. 针对此现象, 如果能够在电机实际控制系统设计之前, 通过Matlab 等仿真软件能够对相关控制方法进行验证, 然后再设计出实际控制系统,

这样就可以节省大量人力和物力, 而且可以实现各种不同的控制方法. 本文介绍了无刷直流电机的工作原理, 建立其数学模型, 并在Matlab/Simulink 中建立了单闭环控制系统, 最后对仿真结果进行了分析.

1 无刷直流电机工作原理介绍

无刷直流电机的工作原理是其定子永磁性确保在其气隙中产生永久磁场, 其电枢绕组在通电后产生两相互垂直的磁场, 为其有最大的转矩去保证电动机的运转. 这与有刷直流电机原理相同, 不同是的BLDCM 要实现换向, 在定子上放电枢绕组, 转子采用图1 三相无刷直流电机全控式电路

收稿日期: 2012-04-11

基金项目: 湖南省2011年教育厅一般项目(11C0631); 湖南理工学院2011年院级项目(2011Y33); 湖南理工学院2011年校级大学生研究性与创

新性重点实验项目.

作者简介: 荣 军(1978? ), 男, 湖南岳阳人, 硕士, 湖南理工学院信息与通信工程学院讲师. 主要研究方向: 开关电源和电机控制技术