一体化无刷直流电机控制研究和实现

发布时间：2017-10-22 14:11

  本文关键词：一体化无刷直流电机控制研究和实现

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【摘要】：无刷直流电机(Brushless DC Motor, BLDCM)是随着电力电子技术、现代控制理论、微处理器技术和永磁材料的发展而迅速发展起来的一种新型电机。无刷直流电机不仅具有传统直流电机的优良性能,还有结构简单、效率高、噪声低和使用寿命长等优点,在军事、工业、民用等各个领域都得到了越来越广泛的关注和应用。为进一步拓宽其应用范围,采用以数字信号处理器为核心,利用先进的算法,整合逆变、控制、驱动等模块为一体的一体化无刷直流电机已成为重要的发展方向。本文首先介绍了无刷直流电机的控制系统组成和基本工作原理,并在此基础上建立其数学模型。为实现有位置传感器控制的无刷直流电机与控制器的一体化设计,本文以数字信号控制器dsPIC33FJ32MC204为核心,设计了控制系统硬件电路,编写了软件程序。最后对系统进行了调试,结果表明,该系统不论在空载还是带负载情况下均能稳定可靠运行,验证了方案的可行性。本文介绍了无位置传感器的控制方法,设计了基于反电势的无位置传感器无刷直流电机控制系统。分析了转子位置检测产生误差的原因并提出了补偿措施。采用六短时脉冲法预定位转子位置,通过同步加速最终切换至反电势运行。
【关键词】：无刷直流电机 dsPIC33FJ32MC204 一体化 无位置传感器控制
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题研究的背景及意义8
• 1.2 无刷直流电机控制技术的研究现状和发展趋势8-9
• 1.2.1 国外研究发展综述8-9
• 1.2.2 国内研究发展综述9
• 1.3 无刷直流电机位置检测技术9-13
• 1.3.1 有位置传感器的位置检测方法9-10
• 1.3.2 无位置传感器的位置检测方法10-13
• 1.4 论文主要工作和章节安排13-16
• 1.4.1 主要工作13
• 1.4.2 章节安排13-16
• 第二章 无刷直流电机运行原理和数学模型16-22
• 2.1 无刷直流电机系统组成16-17
• 2.2 无刷直流电机运行原理17-18
• 2.3 无刷直流电机数学模型18-21
• 2.3.1 电压方程19-20
• 2.3.2 电磁转矩方程和运动方程20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 基于dsPIC的无刷直流电机硬件控制电路系统设计22-36
• 3.1 引言22
• 3.2 控制系统的硬件结构设计22-29
• 3.2.1 dsPIC33FJ32MC204功能介绍22-26
• 3.2.2 电源转换电路26-27
• 3.2.3 功率开关驱动电路及逆变器电路27-28
• 3.2.4 电压电流检测电路28-29
• 3.3 控制系统硬件PCB电磁兼容设计29-33
• 3.3.1 电磁兼容的概念29-30
• 3.3.2 电磁干扰及其传播途径30-31
• 3.3.3 电磁干扰的抑制31-33
• 3.4 枪钻一体化电机系统设计33-34
• 3.4.1 一体化的概念33
• 3.4.2 一体化电机的发展历程33
• 3.4.3 枪钻一体化电机实现过程33-34
• 3.5 本章小结34-36
• 第四章 无刷直流电机控制系统软件设计36-44
• 4.1 引言36
• 4.2 软件总结构设计36-40
• 4.2.1 主程序模块36-38
• 4.2.2 中断子程序模块38-40
• 4.3 电机启动策略40-41
• 4.4 系统调试41-43
• 4.4.1 控制系统实物介绍41
• 4.4.2 实验结果41-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第五章 基于反电势法的无刷直流电机无位置传感器控制系统设计44-58
• 5.1 引言44
• 5.2 “反电势法”无位置传感器控制技术44-51
• 5.2.1 反电势法的基本原理44-45
• 5.2.2 反电势检测方法45-46
• 5.2.3 反电势过零检测法分析46-48
• 5.2.4 滤波及移相电路设计48-50
• 5.2.5 转子位置检测误差分析及补偿措施50-51
• 5.3 无刷直流电机的启动控制方法51-57
• 5.3.1 外同步方式的无位置传感器启动方法51-54
• 5.3.2 基于电感法的无刷直流电机无位置传感器控制54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 致谢60-62
• 攻读硕士学位期间学术成果62-64
• 参考文献64-65

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1 邱建琪,史涔n，

本文编号：1078695