无位置传感器无刷直流电机改进的启动方法研究

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1、分类号密级UDC学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：无位置传感器无刷直流电机改进的启动方法研究英文题目：ResearchonImprovedStart-upMethodsofSensorlessBrushlessDCMotor学位申请人姓名：谭俊毅申请学位学科专业：机械电子工程指导教师姓名：张道德二○一八年五月分类号密级UDC学校代码10500硕士学位论文题目无位置传感器无刷直流电机改进的启动方法研究英文题目ResearchonImprovedStart-upMethodsofSe

2、nsorlessBrushlessDCMotor研究生姓名（签名）指导教师姓名（签名）职称教授申请学位学科名称机械电子工程学科代码080202论文答辩日期20180519学位授予日期20180630学院负责人（签名）评阅人姓名石端伟评阅人姓名李刚炎2018年5月25日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的

3、个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要目前常用的无位置传感器无刷直流电机的启动方法存在转子

4、定位误差大、换相时刻不准确、电机带负载启动不稳定等缺点，从而导致无刷直流电机启动失败或出现抖动、反转等现象。因此，研究出一种可靠性高、抗干扰性能优、具有实际应用价值的启动方法是至关重要的。首先，介绍了无刷直流电机的发展现状和应用领域，详细阐述了基于不同方法的无位置传感器控制技术，以及典型启动方法的优缺点和目前国内外对启动方法的研究现状，分析了无刷直流电机有/无位置传感器的工作原理，并建立了无刷直流电机的数学模型。其次，针对传统三段式启动方法所造成的转子定位和换相时刻不准确等缺点，提出了一种改进型的启

5、动方法。首先采用长、短脉冲电压矢量结合的方式向绕组通电，对转子精确定位，将转子位置确定在±15°电角度的范围内。加速阶段将对应电流差值与电流阈值对比作为换相条件，实现转子闭环加速，简化了加速阶段换相时刻的检测过程。当转速增加到一定值时，采用平均值法实现电机的平滑切换，保证了电机从外同步运行到自同步运行状态的平稳过渡。在反电势自同步运行阶段采用线电压差值法来获取反电势法过零信号，选择满足该方法应用条件的PWM的调制方式。之后基于Matlab/Simulink建立了无刷直流电机的仿真模型，并对改进后的启

6、动方法进行了仿真验证，仿真结果表明了改进型三段式启动法的合理性。最后，通过对系统软、硬件的设计，搭建了以STM32为主控芯片的系统实验平台，利用实验平台测试出电机启动过程中出现的波形图，并分析了实验结果。实验结果表明：本文提出的改进型三段式启动方法能保证电机由静止启动、加速至稳定运行整个过程均处于闭环状态，电机启动过程稳定、无失步或启动失败现象，证明了本文所提启动方法的可行性及有效性。关键词：无刷直流电机，无位置传感器，改进型三段式启动法，脉冲电压，反电势过零检测IAbstractSomestart

7、-upmethodsatpresenthavesomeshortcomingsincludinginaccuratelocationofrotor,inaccuracyofcommutationtime,andtheunstablerunningofrotorwhenstartingwithheavyloadetc.WhichleadstothefailureofBLDCMstartingorthephenomenonofshakingandreversing.Asaresult,itissigni

8、ficanttodesignastart-upmethodthathasgreaterreliability,lowercostandhighervalue.Firstofall,thispaperdescribesthedevelopmentandapplicationoftheBLDCMandfurtherintroducessensor-lesscontrolstrategiesbasedondifferentmethods.Furthermore,thispa