迫札再柱１ｌ；ｌＪ应用２０１３，４０（７） 研究与设计ＥＭＣＡ
基于永磁同步电机的无刷直流电机建模仿真
３ 殷 帅’， 吕彩琴’， 王 凯’， 张化冰 ， 王 越。
中北大学机电工程学院车辆与动力工程系，山西太原０３００５１； ２．北方华德尼奥普兰客车股份有限公司，北京１０００７２； 河南柴油机重工有限责任公司技术中心，河南洛阳４７１００３）
摘要：以无刷直流电机的内部结构和数学模型为基础，提出一种基于ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块库中永磁 同步电机（ＰＭＳＭ）模块的无刷直流电机（ＢＬＤＣＭ）建模与仿真新方法。在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中，通过建立独 立功能模块，并结合Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块库下ＰＭＳＭ模块和通用电桥模块等，对该模块进行有机整合，搭建出 ＢＬＤＣＭ系统仿真模型。该模型采用双闭环控制，外环为速度环，采用ＰＩ控制，以稳定转速和抗负载扰动；内 环为电流环，以稳定电流。仿真结果证明，采用ＰＭＳＭ仿真ＢＬＤＣＭ，在建模过程中具有简洁高效且模型更加 精确的优点，此模型为改进其他控制算法提供了建模仿真基础。 关键词：无刷直流电机；永磁同步电机；滞环控制；仿真 中图分类号：ＴＭ ３５１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－６５４０（２０１３）０７—００１９￣５
Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ Ｍｏｔｏｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ
Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｏｔｏｒ
ＹＩＮ Ｓｈｕａｉ ，ＬＶ Ｃａｉｑｉｎ ， ＷＡＮＧ Ｋａｉ ， ＺＨＡＮＧ Ｈｕａｂｉｎｇ ， ＷＡＮＧ Ｙｕｅ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００５ １，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｏｒｔｈ Ｈｕａｄｅ Ｎｅｏｐｌａｎ Ｂｕｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００７２，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｔｅｃｈｉｑｕｅ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｈｅｎａｎ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３，Ｃｈｉｎａ）
1 四、安装直流电动机模型
【学习目标】
1、学会安装直流电动机模型，进一步了解直流电动机的构造和工作原理；
2、知道如何改变直流电动机转动的方向和转动的速度；
3、会对一些常见的故障进行分析，并能排除基本故障。
【学习过程】
一、自主学习
1、直流电动机的工作原理：
2、直流电动机的能量转化：
二、合作探究
（一）观察直流电动机的模型，认识直流电动机的构造。
对照图认识直流电动机模型的蹄形磁体、线圈、换向器、电刷等组成部分。
（二）演示组装直流电动机的模型。
（三）运行与观察：
1.阅读说明书，对照图进行组装。
2.运行：把电动机、变阻器、电源、开关串联起来，接通电路，观察线圈的转动情况。
画出电路图：
（1）直流电动机线圈的转动方向与 、 有关。
（2）直流电动机线圈的转动速度与
、 有关。
（四）常见简单故障
直流电动机的线圈不转的原因：
① ，排除故障的措施是 ；
② ，排除故障的措施是 ；
③ ，排除故障的措施是 ；
④ ，排除故障的措施是 。
〖要点归纳〗
1.组装前要认真阅读说明书，观察零件原来摆放情况，结束后照原样放好。注意小组的团结与合作。
计算机系统应用 ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃ－Ｓ－ａ．ｏｒｇ．ｃａ ２０１２年第２１卷第３期
电动车无刷直流电机ｓｉｍｕｌｉｎｋ建模仿
赵国材，孙广涛，王仕镪
（辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，葫芦岛１２５１０５）
摘要：在分析电动车电机的数学模型基础上，应用一种新的电动车电机建模方法，并利用电压方程、运动方 程和电磁转矩方程，搭建了电动车电机实验平台。其中控制部分利用速度环采用ＰＩＤ控制，电流环采用滞环电
流跟踪型ＰＷＭ。仿真与实验研究表明，系统具有良好的动静态性能，表明了该方法的可行性，为电动车电机控
制系统的设计和调速提供了重要依据。
关键词：电动车；无刷直流电机；Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真；电流滞环
Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＢＬＤＣＭ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ
ＺＨＡＯ Ｇｕｏ·Ｃａｉ，ＳｋＩＮ Ｇｕａｎｇ－Ｔａｏ，ＷＡＮＧ Ｓｈｉ—Ｑｉａｎｇ
（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｌｕｄａｏ １ ２５ １ ０５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ｍｏｔｏｒ，ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａ
ｎｅｗ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＢＬＤＣＭ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｍｏｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
ｔｏｒｑｕｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ．ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｌｏｏｐ ａｎｄ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｃｋ ｔｙｐｅ ｏｆ ＰＷＭ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ
无刷直流电机控制系统的仿真与分析
一、本文概述
随着科技的不断进步和电机技术的快速发展，无刷直流电机（Brushless Direct Current, BLDC）因其高效、低噪音、长寿命等优点，已广泛应用于电动汽车、无人机、家用电器等众多领域。然而，无刷直流电机的控制系统设计复杂，涉及电子技术、控制理论、电机学等多个学科领域，因此，对其进行深入研究和仿真分析具有重要意义。
本文旨在探讨无刷直流电机控制系统的基本原理、仿真方法以及性能分析。将简要介绍无刷直流电机的基本结构和控制原理，包括其电机本体、电子换向器、功率电子电路等关键部分。将详细介绍无刷直流电机控制系统的仿真建模过程，包括电机模型的建立、控制算法的设计以及仿真环境的搭建。通过对仿真结果的分析，评估无刷直流电机控制系统的性能，包括动态响应、稳态精度、效率等指标，并提出优化建议。
本文的研究不仅有助于深入理解无刷直流电机控制系统的运行机制和性能特点，还可为实际工程应用提供理论支持和指导。通过仿真分析，可以预测和优化无刷直流电机控制系统的性能，提高系统的稳定性和可靠性，推动无刷直流电机在更多领域的应用和发展。 二、无刷直流电机控制系统基本原理
无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDCM）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。其控制系统主要由电机本体、电子换向器（也称为功率电子电路或逆变器）以及控制器三部分组成。无刷直流电机控制系统的基本原理，就在于如何准确地控制逆变器的开关状态，从而改变电机内部的电流流向，实现电机的连续旋转。
控制器根据电机的运行状态和用户的输入指令，生成适当的控制信号。这些控制信号是PWM（脉宽调制）信号，用于控制逆变器的开关状态。逆变器一般由六个功率开关管（如MOSFET或IGBT）组成，分为三组，每组两个开关管串联，然后三组并联在直流电源上。每组开关管分别对应电机的一个相（A、B、C），通过控制每组开关管的通断，可以改变电机每相的电流大小和方向。
