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无刷直流电机(BLDCM)具有体积小、功率密度较高、控制灵活、效率高、运行可靠性好等优点,在电动汽车、工业驱动、家电设备等诸多领域具有广泛的应用。本文在无刷直流电机传统的方波和正弦波控制方法基础上,提出了基于Buck/Boost DC-DC变换器的两种升压驱动功率拓扑的无刷直流电机驱动控制策略。本研究对于推动无刷直流电机驱动系统的集成化具有较为重要的研究意义。首先,本文对无刷直流电机传统的两两导通方波控制策略和基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的正弦波控制策略进行了系统的理论分析和实验研究,为实现基于Buck/Boost DC-DC变换器的升压驱动功率拓扑的无刷直流电机驱动控制奠定了理论和实验基础。其次,为实现母线电压的灵活调控,增加无刷直流电机的可控维度,研究了基于Buck/Boost DC-DC变换器与三相全桥功率变换器级联的升压驱动功率拓扑的无刷直流电机方波和正弦波控制策略。其中,根据母线电压的调控方式不同,研究了母线电压定电压转速闭环和变电压转速闭环两种调速控制方法。为验证上述方法的可行性,在一套基于ARM控制器的60W无刷直流电机驱动系统实验平台进行了系统的稳态和动态运行实验,通过对两种控制方法的理论分析和实验对比发现:1)定电压转速闭环虽然可以满足全转速范围的转速闭环控制要求,但电机换相控制与转速闭环控制从算法上是耦合的,在BLDC方波控制下高速运行时需要三相全桥变换器的开关器件工作在高频PWM模式,无法避免高频开关损耗。2)变电压转速闭环控制方法可以在不改变无刷直流电机基本控制算法的前提下实现转速控制和换相控制的解耦,因此更适合于电机高速运行时的转速闭环控制。最后,考虑到Buck/Boost DC-DC变换器的引入将增加整个功率系统的开关器件和驱动电路资源,从而导致功率系统的体积和成本相应增加。为进一步提高功率系统的集成度,减少额外开关器件的引入,提出了一种具备升压驱动能力的BLDC集成驱动功率变换器拓扑,并基于该功率拓扑研究了母线升压控制与BLDC正弦波控制相互耦合的升压集成驱动控制算法。为验证集成驱动功率变换器运行原理及耦合控制算法的有效性,在一套基于TMS320F28335控制器的60W无刷直流电机驱动系统平台上进行了系统的实验。实验结果表明该方法可以在仅增加一个开关管的情况下实现升压DC-DC变换器与三相全桥变换器的拓扑集成,通过升压集成驱动控制策略,可以满足母线电压的稳定控制和电机转速闭环控制的要求。该功率拓扑和控制策略的研究,将有助于进一步提升BLDC驱动系统的集成度和控制灵活度。