直流无刷电机（BLDC）转速闭环调速系统及Matlab/Simulink仿真分析

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前言

变压调速是直流调速系统的主要调速方法，因此系统的硬件至少包含：可调直流电源和直流电机两部分。可调直流电源多采用直流PWM变换器，即DC-DC变流电路，将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。本次可调直流电源采用降压斩波电路（Buck Choopper）。
有关降压斩波电路的介绍请阅读：
直流有刷电机转速、电流双闭环调速系统及Matlab/Simulink仿真分析
有关BLDC的驱动仿真请阅读：
直流无刷电机及Matlab/Simulink驱动仿真

一、转速闭环直流调速系统

有关转速闭环直流调速系统请阅读：
直流有刷电机转速、电流双闭环调速系统及Matlab/Simulink仿真分析

二、Matlab/Simulink仿真

2.1.仿真电路分析

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主电路包括：降压斩波电路、三相逆变电路以及BLDC电机，BLDC的电机额定功率设置为1kw，额定电压500V，额定转速3000RMP，采用恒功率负载TL设置为10/π。

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控制算法包括：霍尔信号处理、六步换相控制以及转速反馈的PI控制。根据霍尔信号判断转子当前所在的位置进而控制三相逆变电路的两两导通，根据设定Driection值进行电机正反转驱动；根据转速反馈值与转速设定值的误差调节占空比调节BUCK电路的输出电压，进而调节加载到三相逆变电路上的电压达到调节转速的目的。

信号检测：检测电路的输出信号

2.2.仿真结果分析

电机转速目标值设定：

Direction设置为1，实现电机正转。

Direction设置为0，实现电机反转。

上述正反转图像均为实际转速输出与BUCK输出平均电压。

总结

采用降压斩波电路实现BLDC转速闭环控制，通过Matlab/Simulink进行仿真验证，为后续章节的分析奠定基础。