基于IVMS的无位置传感器无刷直流电机的启动方法研究
发布时间：2021-07-07 22:30
无位置传感器无刷直流电机已逐渐应用于航空航天、电动汽车、智能机器人等领域,但其在启动过程中存在转子初始位置定位不精准、转子在加速期间换相误差大等问题,这些问题将导致电机带负载启动不稳定、抖动、反转等现象。因此,研究一种可靠性高、抗干扰性强的启动方法具有一定的理论研究与实践应用价值。论文的主要工作如下:首先,分析了传统三段式启动法、升频升压同步启动法、脉冲注入启动法等几种比较成熟的启动方法。发现这些启动方法在加速阶段军均为开环结构,在启动过程中难以保证电机准确获取转子实时位置,造成电机抗负载干扰能力较低或导致电机运行不平稳等问题。其次,针对以上问题,本文提出了一种基于IVMS（磁饱和引起的感应电压）的复合型启动方法。此方法主要包括以下三个阶段:（1）脉冲注入确定转子初始位置阶段;（2）将检测到的IVMS与阈值电压Vsh进行比较确定换向点的闭环加速阶段;（3）切换到检测悬空相反电势过零点信号的自同步运行阶段。在初始位置确定阶段,向电机定子绕组先注入一组正反两个方向的开关电压矢量,通过比较其响应电流将转子位置确定在180°电度角范围内,再施加属于该180°电角度范围内的另外两个开关电压矢量,...
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．?１无刷直流电机的基本组成框图??
?基于ＩＶＭＳ的无位置传感器无刷直流电机的启动方法研宄??图２．２?Ｕ）为表贴式磁极转子结构：表贴式又称瓦形结构，该结构在ＢＬＤＣＭ中??应用的比较广泛，因为该种结构能够让永磁体转子所产生的磁感应强度达到最??高，且其成本较低。图２．２（ｂ）为嵌入式磁极转子结构：嵌入式磁极转子结构又??称为矩形磁极转子结构，可以产生较大的电磁通量，适用于高电磁通量和高负荷??的场合。图２．２?（ｃ）为环形磁极转子结构：环形磁极转子结构又被称为圆筒形磁??极转子结构，这种永磁体转子的结构据图可知，它是在其表面贴上永磁材料，因??此结构和工艺最为简单，但其相较与前面两种可能在成本上没有优势。在选择电??机转子结构时，可根据自己需求选择相应的结构［２８］＿［３２］。??＾??（ａ）表贴式磁极转子?（ｂ）嵌入式磁极转子?（ｃ）环形磁极转子??（ａ）?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｕｎｔ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ?（ｂ）Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ?（ｃ）Ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ??图２．?２无刷直流电机的转子结构??Ｆｉｇ．２．２?Ｒｏｔｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ?ＤＣ?ｍｏｔｏｒ??２．１．２?ＢＬＤＣＭ位置传感器??永磁电机的驱动需要根据转子的位置信息来执行电机的换相电流的控制。??对于永磁交流电机，需要时刻提供转子的位置信息，因此一般使用具有高分辨率??的位置传感器
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【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型的无刷直流电机无传感器控制系统[J]. 胡国祥,崔小强,刘佳佳. 变频器世界. 2019(01)
[2]基于模糊自适应PI的无刷直流电机调速系统研究[J]. 王正家,何博,李涛,李明,何涛. 现代电子技术. 2019(01)
[3]无感无刷直流电机控制系统的研究与设计[J]. 赵熠,黄海波,卢军,简炜,江学焕,张金亮. 微电机. 2018(12)
[4]电动汽车用多相电机电流控制策略比较[J]. 孔武斌,于文娟,王征宇,肖业,杜帅. 电机与控制学报. 2019(01)
[5]无刷直流电动机无位置传感器闭环控制研究[J]. 张劲恒,杨扬. 微特电机. 2018(08)
[6]一种基于平均转矩控制的无刷直流电机无位置传感器方法[J]. 孙小丽,邓智泉,王骋. 电工技术学报. 2018(13)
[7]永磁无刷直流电机控制系统的研究[J]. 王元月. 煤矿机械. 2018(03)
[8]基于Buck变换器的无刷直流电机无位置传感器控制[J]. 周闯,秦国辉,王玉鹏,刘伟,罗向东. 电工技术学报. 2017(12)
[9]低速永磁无刷直流电机及其控制探析[J]. 张晓宇,陈志南. 山东工业技术. 2017(10)
[10]Z源逆变器驱动的无位置传感器无刷直流电机反电势过零点检测方法[J]. 李新旻,夏长亮,陈炜,谷鑫,史婷娜. 中国电机工程学报. 2017(17)
硕士论文
[1]基于FPGA的直流无刷电机无位置传感器控制系统设计研究[D]. 葛佳航.哈尔滨理工大学 2018
[2]高转速无刷直流电机的无位置传感器控制技术研究与实现[D]. 周尧.武汉工程大学 2015
本文编号：3270489
【文章来源】：中南林业科技大学湖南省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．?１无刷直流电机的基本组成框图??
?基于ＩＶＭＳ的无位置传感器无刷直流电机的启动方法研宄??图２．２?Ｕ）为表贴式磁极转子结构：表贴式又称瓦形结构，该结构在ＢＬＤＣＭ中??应用的比较广泛，因为该种结构能够让永磁体转子所产生的磁感应强度达到最??高，且其成本较低。图２．２（ｂ）为嵌入式磁极转子结构：嵌入式磁极转子结构又??称为矩形磁极转子结构，可以产生较大的电磁通量，适用于高电磁通量和高负荷??的场合。图２．２?（ｃ）为环形磁极转子结构：环形磁极转子结构又被称为圆筒形磁??极转子结构，这种永磁体转子的结构据图可知，它是在其表面贴上永磁材料，因??此结构和工艺最为简单，但其相较与前面两种可能在成本上没有优势。在选择电??机转子结构时，可根据自己需求选择相应的结构［２８］＿［３２］。??＾??（ａ）表贴式磁极转子?（ｂ）嵌入式磁极转子?（ｃ）环形磁极转子??（ａ）?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｕｎｔ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ?（ｂ）Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ?（ｃ）Ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ??图２．?２无刷直流电机的转子结构??Ｆｉｇ．２．２?Ｒｏｔｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ?ＤＣ?ｍｏｔｏｒ??２．１．２?ＢＬＤＣＭ位置传感器??永磁电机的驱动需要根据转子的位置信息来执行电机的换相电流的控制。??对于永磁交流电机，需要时刻提供转子的位置信息，因此一般使用具有高分辨率??的位置传感器
?基于ＩＶＭＳ的无位置传感器无刷直流电机的启动方法研宄??图２．２?Ｕ）为表贴式磁极转子结构：表贴式又称瓦形结构，该结构在ＢＬＤＣＭ中??应用的比较广泛，因为该种结构能够让永磁体转子所产生的磁感应强度达到最??高，且其成本较低。图２．２（ｂ）为嵌入式磁极转子结构：嵌入式磁极转子结构又??称为矩形磁极转子结构，可以产生较大的电磁通量，适用于高电磁通量和高负荷??的场合。图２．２?（ｃ）为环形磁极转子结构：环形磁极转子结构又被称为圆筒形磁??极转子结构，这种永磁体转子的结构据图可知，它是在其表面贴上永磁材料，因??此结构和工艺最为简单，但其相较与前面两种可能在成本上没有优势。在选择电??机转子结构时，可根据自己需求选择相应的结构［２８］＿［３２］。??＾??（ａ）表贴式磁极转子?（ｂ）嵌入式磁极转子?（ｃ）环形磁极转子??（ａ）?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｕｎｔ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ?（ｂ）Ｅｍｂｅｄｄｅｄ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ?（ｃ）Ｔｏｒｏｉｄａｌ?ｐｏｌｅ?ｒｏｔｏｒ??图２．?２无刷直流电机的转子结构??Ｆｉｇ．２．２?Ｒｏｔｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ?ＤＣ?ｍｏｔｏｒ??２．１．２?ＢＬＤＣＭ位置传感器??永磁电机的驱动需要根据转子的位置信息来执行电机的换相电流的控制。??对于永磁交流电机，需要时刻提供转子的位置信息，因此一般使用具有高分辨率??的位置传感器
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型的无刷直流电机无传感器控制系统[J]. 胡国祥,崔小强,刘佳佳. 变频器世界. 2019(01)
[2]基于模糊自适应PI的无刷直流电机调速系统研究[J]. 王正家,何博,李涛,李明,何涛. 现代电子技术. 2019(01)
[3]无感无刷直流电机控制系统的研究与设计[J]. 赵熠,黄海波,卢军,简炜,江学焕,张金亮. 微电机. 2018(12)
[4]电动汽车用多相电机电流控制策略比较[J]. 孔武斌,于文娟,王征宇,肖业,杜帅. 电机与控制学报. 2019(01)
[5]无刷直流电动机无位置传感器闭环控制研究[J]. 张劲恒,杨扬. 微特电机. 2018(08)
[6]一种基于平均转矩控制的无刷直流电机无位置传感器方法[J]. 孙小丽,邓智泉,王骋. 电工技术学报. 2018(13)
[7]永磁无刷直流电机控制系统的研究[J]. 王元月. 煤矿机械. 2018(03)
[8]基于Buck变换器的无刷直流电机无位置传感器控制[J]. 周闯,秦国辉,王玉鹏,刘伟,罗向东. 电工技术学报. 2017(12)
[9]低速永磁无刷直流电机及其控制探析[J]. 张晓宇,陈志南. 山东工业技术. 2017(10)
[10]Z源逆变器驱动的无位置传感器无刷直流电机反电势过零点检测方法[J]. 李新旻,夏长亮,陈炜,谷鑫,史婷娜. 中国电机工程学报. 2017(17)
硕士论文
[1]基于FPGA的直流无刷电机无位置传感器控制系统设计研究[D]. 葛佳航.哈尔滨理工大学 2018
[2]高转速无刷直流电机的无位置传感器控制技术研究与实现[D]. 周尧.武汉工程大学 2015
本文编号：3270489
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