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无刷直流电机因为其控制简单、可靠性高、惯量小、动态响应快、输出转矩大,所以应用日益广泛。评价无刷直流电机一个重要性能指标就是转矩脉动,特别对于高精度伺服系统。转矩脉动产生原因主要有齿槽转矩、反电动势非理想梯形和换相转矩影响。对于一台设计制作精良的无刷直流电机,换相转矩是转矩脉动的主要组成部分,有时换相转矩脉动会占到平均转矩的50%。因此,本文针对换相转矩脉动提出了一种新的控制电路拓扑,使用准Z源直流变换器,在换相时调整逆变器母线电压来抑制转矩脉动,通过开关选择电路决定电源电压或者准Z源直流变换器输出电压作为电机逆变器直流母线的输入电压。本文首先简要分析了换相转矩脉动产生的原因,提出通过增加前级直流变换器抑制换相转矩脉动的新方法。介绍了Z源逆变器和四种准Z源逆变器的优缺点,推导准Z源网络工作原理及其参数计算,提出使用电流连续的电压源准Z源网络作为前级直流变换器。在MATLAB/Simulink环境下构建了无刷直流电机换相转矩脉动抑制仿真模型,对提出的电路拓扑进行了仿真和分析。仿真实验表明,该电路转矩脉动抑制效果较为显著,转矩脉动可减少到平均转矩的2%以下,并且能适当提高电机平均输出转矩。完成了基于准Z源网络的电机控制器样机,详细说明了电机控制器各个硬件模块包括电路设计和参数计算。结合硬件说明控制器MCU程序运行过程。最后通过实验对比不采取抑制策略的相电流波形,验证了本文提出的新电路拓扑抑制换相转矩脉动效果明显。