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小型无感无刷直流电机控制系统设计与研究

发布时间:2018-08-20 08:29
【摘要】:随着科技的发展,人们对直流电机的要求不断提高,已不满足于传统的无刷直流电机在工业实际应用中存在的各种弊端。无传感器无刷直流电机利用间接测量转子位置的方法取代了利用传感器检测的方法,可以有效地解决传感器给系统带来的诸多问题,因此对其控制系统的研究具有十分重要的意义。本课题主要针对小型无感无刷直流电机进行研究,阐述了无传感器在工业生产中的优势,对现有的无感控制原理,包括转子位置检测、启动方案等进行了深入的研究,着重分析了反电动势过零检测法的基本原理以及在位置检测和电机换相过程中的实际应用,设计了以Atmega8为控制核心的无感无刷直流电机控制系统。论文首先介绍了无感无刷直流电机的基本结构和运行原理,并构建出其数学模型。其次从转子位置检测方法、电机启动方案以及PWM调制方式三个方面介绍了国内外现有电机控制方案,通过对比确定了本文论所需用到的控制方法。随后进行了系统硬件设计,在明确了系统所需要的功能的基础上,绘制了电压检测、电流检测电路以及通信模块电路,在掌握了六臂全桥驱动原理的基础上设计了驱动电路,并以反电动势过零检测法和换相原理为依据设计了反电势检测电路。之后进行了系统软件设计,采用了模块化的设计思想,用C语言编写了电流电压检测模块、定时器及PWM发生模块、过零检测与换相模块、启动模块和通信模块的相应程序。最后,本论文对所设计的控制系统进行了实验,得到了电机在运行中的波形。试验结果达到了预期的效果,能够使电机正常、平稳的运行。
[Abstract]:With the development of science and technology, the demand for DC motor is increasing, which is not satisfied with the disadvantages of traditional brushless DC motor in industrial application. Sensorless brushless DC motor uses indirect measurement of rotor position instead of sensor detection, which can effectively solve many problems brought by sensor to the system. Therefore, the study of its control system is of great significance. This paper mainly focuses on the research of small sensorless brushless DC motor, expounds the advantages of sensorless in industrial production, and makes a deep research on the existing sensorless control principle, including rotor position detection, starting scheme and so on. The basic principle of the zero-crossing detection method of backEMF and its practical application in position detection and motor commutation are analyzed emphatically. A brushless DC motor control system with Atmega8 as the control core is designed. This paper first introduces the basic structure and operation principle of sensorless brushless DC motor, and constructs its mathematical model. Secondly, this paper introduces the existing motor control schemes at home and abroad from three aspects: rotor position detection method, motor starting scheme and PWM modulation method, and determines the control methods used in this paper through comparison. Then the hardware design of the system is carried out. On the basis of defining the functions needed by the system, the voltage detection, current detection circuit and communication module circuit are drawn, and the driving circuit is designed on the basis of mastering the six-arm full-bridge driving principle. A reverse EMF detection circuit is designed based on the reverse EMF zero-crossing detection method and the commutation principle. After that, the system software is designed, the modular design idea is adopted, the current and voltage detecting module, timer and PWM generating module, zero crossing detection and commutation module, starting module and communication module are programmed with C language. Finally, the design of the control system is experimented and the waveform of the motor in operation is obtained. The test results have achieved the desired effect and can make the motor run normally and smoothly.
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM33;TP273

【参考文献】

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1 王巍;潘松峰;;无刷直流电机控制系统设计及仿真[J];工业控制计算机;2011年09期

2 夏长亮;刘丹;王迎发;张茂华;;基于模糊规则的无刷直流电机免疫PID控制[J];电工技术学报;2007年09期

3 杨影;陶生桂;;基于磁链函数的无刷直流电机转子位置检测法研究[J];变流技术与电力牵引;2007年03期

4 夏长亮,郭培健,史婷娜,王明超;基于模糊遗传算法的无刷直流电机自适应控制[J];中国电机工程学报;2005年11期

5 韦鲲,任军军,张仲超;三次谐波检测无刷直流电机转子位置的研究[J];中国电机工程学报;2004年05期

6 陈剑,陆云波,鱼振民;无刷直流电机驱动控制的3次谐波检测法[J];微电机(伺服技术);2002年05期

7 牛海清,谢运祥;无刷直流电动机及其控制技术的发展[J];微电机(伺服技术);2002年05期

8 郑吉,王学普;无刷直流电机控制技术综述[J];微特电机;2002年03期

9 张相军,陈伯时,朱平平,雷淮刚;直流无刷电机无位置传感器控制中反电动势过零检测算法及其相位修正[J];电气传动;2001年02期

10 曲家骐;展望21世纪的无刷直流电动机[J];微特电机;1999年04期

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2 李自成;无刷直流电机无位置传感器控制关键技术研究[D];华中科技大学;2010年

3 李志强;无刷直流电机无位置传感器控制及四开关逆变器控制研究[D];天津大学;2009年

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1 宋吉庆;无刷直流电机无位置传感器控制系统研究与设计[D];内蒙古科技大学;2013年

2 廖晖;一种无刷直流电机调制方法及驱动的研究[D];浙江大学;2012年

3 黄兆;无刷直流电机转矩脉动抑制研究[D];广东工业大学;2011年

4 吴鹏坤;基于TMS320F2812的无位置传感器无刷直流电机控制系统研究[D];西南交通大学;2011年

5 杜尊桐;基于DSP无刷直流电机智能控制系统的研究与设计[D];山东科技大学;2011年

6 田小玲;无刷直流电机无位置传感器控制系统的设计与研究[D];重庆大学;2011年

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8 师争光;基于反电势过零检测无刷直流电机控制系统的设计与研究[D];中南大学;2009年

9 盛跃华;无传感器直流无刷电机静止起动控制研究[D];黑龙江大学;2009年

10 杨明;基于导通角全速域控制无刷直流电机的仿真研究[D];大连交通大学;2008年



本文编号:2193017

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