无刷直流电机matlab建模,基于MATLAB的无刷直流电机建模方法

第10期2015年5月No.10May，2015

电磁转矩的表达式为：

(3)

运动方程为：

电机转速可表示为

其中T e 为电机电磁转矩(N ·m)；T L 为负载转矩(N ·m)；w 为机械角速度(rad/s)；J为电机转子转动惯量(kg ·m2)；B为黏滞摩擦系数(N ·m ·s)；p为极对数。3 仿真模型的建立

结合上文分析得到的电机数学模型在M atla b中在simpower system环境中搭建各个模块，最终将各模块组合后构成电机最终模型，现将主要模块介绍如下。3.1 电机本体模块

在所有模块里，电机的本体是整个模型的核心所在，如图2所示。

在搭建模型时获得反电动势的梯形波是非常关键的，如

基于MATLAB 的无刷直流电机建模方法

郭丹蕊，林晓焕，单星，汪通

(西安工程大学电子信息学院，陕西西安 710048)

摘要：根据分析得到的理想状态下的无刷直流电机各个方程，结合Matlab/simulink里相应图形化模块来搭建电机模型，

并在文中列举了几个重要模块的作用。结合所给参数仿真得出曲线图，说明搭建的模型有较好的实用价值，验证了模型的正确性。关键词：无刷直流电机；仿真；simulink 1 引言

无刷直流电机(Brushless DC motor以下简称BLDCM)不仅具有普通直流电机的诸多优点更是克服了传统直流电机的一系列明显弊病，所以无刷直流电机在各行各业都得到

了广泛的应用[1]。

本文先通过分析无刷直流电机的数学模型后，结合功能强大的matlab，得到BLDCM的整体模型，采用双闭环控制，并通过仿真结果验证本文方法的可行性。2 无刷直流电机的数学模型[2]

(1)电机为两相导通，Y型三相状态，没有中线。(2)电机磁路处于不饱和状态，不考虑涡流和磁滞消耗。(3)气隙磁场的分布接近为120°的梯形波[3]。

在此情况下可得绕组的电压平衡方程可用如下状态方程表示为：

因为BLDCM的转子为永久磁钢其磁阻影响可以忽略不

计，且本文中假设每相绕组电阻相等，绕组为Y型连接.则Ra=Rb=Rc=R,La=Lb=Lc=L,Mab=Mac=Mba=Mbc=Mca=Mcb=M,且ia+ ib+ ic=0则(1)式可变为：

式中ua,ub,uc代表三相绕组电压；R代表定子绕组电阻，ea,eb,ec代表定子相绕组感应电动势。ia，ib，ic代表定子相绕组电流；P代表微分算子，即p=d/dt，L代表每相绕组的自感；M代表每两项绕组间的互感。

根据(2)式可得无刷直流电机的等效电路图如图1所示。

无线互联科技

Wireless Internet Technology 作者简介：郭丹蕊(1989- )，女，河南三门峡人，硕士研究生，研究方向：控制工程。

(1)

(2)

图1 无刷直流电机的等效电路

(

(5)

图2 无刷直流电机本体模块

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