基于buck變換器的磁懸 ＋浮控制力矩陀螺用高速永磁無刷直流驅(qū)動電機控制系統(tǒng)如圖1所示

　　在matlab／simulink中對基于buck變換器的磁懸浮控制力矩陀螺用高速永磁無刷直流電機控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模。本系統(tǒng)仿真模型主要為驗證高速電機系統(tǒng)的相關(guān)特性，而并不是為驗證系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，仿真模型如圖2所示。由于磁懸浮控制力矩陀螺的電機系統(tǒng)與磁軸承系統(tǒng)存在復(fù)雜的電磁關(guān)系，因此在高速電機系統(tǒng)穩(wěn)定在額定轉(zhuǎn)速時，電機系統(tǒng)功耗與磁軸承系統(tǒng)有很大關(guān)系，并且兩者互相的功耗影響難以分離。

　　圖3所示為高速電機系統(tǒng)在simulink中建立的總體仿真模型，模擬高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在30000r／min穩(wěn)速運行時電機的相關(guān)特性。

　　圖3所示為高速電機系統(tǒng)的逆變橋模塊。其中，6路mosfet37i0通態(tài)電阻取23mω，其他相關(guān)特性均模擬真實的元器件特性。由于前向buck環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)電機電壓控制，所以此逆變橋只負(fù)責(zé)電機的換向控制，其開關(guān)頻率由電機當(dāng)前的轉(zhuǎn)速來控制。

　　圖4所示為buck系統(tǒng)的模型，其濾波電感值取2mh，濾波電容取值4.7uf。

　　圖5所示為電機繞組波形圖，從圖中可以看出，此時電機繞組中電流波形已經(jīng)較為平滑，這也為改善或抑制電機高速運行的換相轉(zhuǎn)矩脈動打下了良好的基礎(chǔ)。

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