无刷直流电机仿真结果

　　构建出永磁无刷直流电机系统模型后，进行了仿真。仿真参数与某型号磁悬浮飞轮用BLDC系统完全相符，如表所示。

　　表 无刷直流电机模型仿真参数

　　仿真时对A相绕组瞬态电流和换相电流、三相反电动势以及PWM信号进行了观测。由图1可知，在一个PWM周期中，相电流存在上升、续流和不连续三个状态，上升和下降均很快。由图2可知，电机转子在一个电角度周期中，每相绕组连续导通时间为120°；三相反电动势相位各差120°；随着转速的增加，反电动势的幅值不断增大；控制模块输出PWM信号以调节电机的电流和转速。仿真结果与理论情况相符。

　　图1 仿真模型A相电流瞬态波形图

　　图2 仿真模型A相绕组换相电流波形图

　　图3 时起始阶段三相反电动势波形

　　根据图3中得到的电机起动阶段的反电动势波形，可以得到电机起动时每次进行换相所需要的时间。由此，在设计磁悬浮飞轮用无刷直流电机无位置传感器控制系统时，在电机的开环起动环节中，可以将仿真得到的换相时间数据转换为无刷直流电机的作为无位置传感器控制中开环起动阶段的时间参数，使得无刷直流电机的仿真模型具有很好的指导作用，方便了实际系统的设计和分析。

　　至此，本节从无刷直流电机的数学模型和实际的基于DSP的数字控制系统出发，在MATLAB／ SIMULINK环境中构建了磁悬浮飞轮用无刷直流电机的仿真模型，将绕组相电流、反电动势和以及输出PWM信号等几个方面的模型仿真结果与实际电机系统的实验结果进行了比较，结果证明了所提出的模型的正确性。