无刷直流电机控制系统的设计及仿真毕业设计

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1、目录1前言-1-1.1无刷直流电机的发展-1-1.2无刷直流电机的优越性-1-1.3无刷直流电机的应用-2-1.4无刷直流电机调速系统的研究现状和未来发展-2-2无刷直流电机的原理-4-2.1三相无刷直流电动机的基本组成-4-2.2无刷直流电机的基本工作过程-5-2.3无刷直流电动机本体-6-2.3.1电动机定子-6-2.3.2电动机转子-7-2.3.3有关电机本体设计的问题-8-3转子位置检测-8-3.1位置传感器检测法-8-3.2无位置传感器检测法-10-4系统方案设计-12-4.1系统设计要求-12-4.1.1系统总体

2、框架-12-4.2主电路供电方案选择-12-4.3无刷直流电机电子换相器-14-4.3.1三相半控电路-14-4.3.2三相全控电路-15-4.4无刷直流电机的基本方程-16-4.5逆变电路的选择-18-4.6基于MC33035的无刷直流电动机调速系统-19-4.6.1MC33035无刷直流电动机控制芯片-19-4.6.2基于MC33035的无刷直流电动机调速系统设计-20-5无刷直流电机调速系统的MATLAB仿真-23-5.1电源、逆变桥和无刷直流电机模型-23-5.2换相逻辑控制模块-25-5.3PWM调制技术-30-5

3、.3.1等脉宽PWM法-32-5.3.2SPWM(SinusoidalPWM)法-32-5.4控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计-32-5.5系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析-33-5.5.1起动，阶跃负载仿真-34-5.5.2可逆调速仿真-36-6总结和体会-38-无刷直流电机调速控制系统设计1前言直流无刷电机，无机械刷和换向器的直流电机，也被称为无换向器直流电动机。它取代了机械电子换向器电刷和换向器直流电动机来实现，是一个标准的机械和机电一体化产品。不仅具有结构简单，运行可靠，维修方便交流电机和一系列优点与直流

4、有刷效率高，无励磁损耗和高速性能，以及许多其他功能的发动机。1.1无刷直流电机的发展直流电动机由于其在运动控制领域的卓越扭矩特性已得到广泛应用，与传统的直流电动机和机械毛刷，可靠性差的需要，减刑会产生电磁干扰，噪声，火花，无线电干扰和寿命短的致命弱点，具有较高的生产成本和维修问题的严重影响，如联合直流电动机控制系统的进一步发展的弊端。随着社会生产力，人民生活水平不断提高的发展，他们不断开发新类型的电机。科学技术的进步，新兴技术和新材料，同时也进一步推动电动汽车将继续推出新产品。对于传统的直流电机，只要30年早在20世纪的上述

5、缺点，人们开始开发一个电子交流始终以取代无刷直流电动机刷机，并提出相应数量的结果。但是，这只是高功率处于发展的初级阶段的电子设备，没有找到理想的电子换向元件。使这个运动只能停留在实验室研究阶段，没有推广。1955年，美国四哈里森，谁首先提出了晶体管使用该电机接替该专利申请的机械换向器，这是现代无刷直流电动机的原型。但是，因为没有马达的起动转矩，使其不能成为产品。后来，经过多年的艰苦工作的人，终于由霍尔元件实现无刷直流电动机换意味着在1962年来，创造了直流无刷电机产品的时代。自20世纪，电力电子行业快速发展的70年代，许多新

6、的高功率高性能电力电子器件，如GTR的，MOS管，IGBT的相继出现，特别是高性能永磁材料等作为钐钴的到来，使无刷直流电动机，因而被广泛应用于更全面，更奠定了坚实的基础。近40年来，随着电动机本体及其相关学科的迅速发展，无刷直流电动机的电子换向直流电动机概念，发展指的是所有的直流无刷电机与电子交换子的外部特征。无刷直流到从1978年开始实时实际相电机，二十世纪是80岁进行了深入的国际研究，先后开发无刷方波和正弦波无刷直流电机在十年的时间，直流电动机的发展更加迅速。1.2无刷直流电机的优越性直流电动机具有快速响应，大起动转矩，

7、从零速到额定转速，额定转矩可提供的性能，但直流电机的优点也是它的缺点，因为DC额定负载机密生产性能不断转移的时刻，电枢与转子磁场须保持恒定90度，这将用刷子和换向器。碳刷，换向器，继而引发电机，碳粉，所以除了元件造成损害的，有限的场合使用。交流无碳刷及整流子，免维护，可靠，应用范围广，但直流电机马达的特点，实现同等性能的必须使用复杂的控制得以实现。今天，功率半导体开关频率成分的快速发展，加快了许多，提升驱动电机的性能。微处理器的速度也越来越快，使交流电机控制在一个旋转的两轴直角坐标系放置，适当控制交流电机在两轴电流分量，类似

8、于直流电动机控制和一个相当大的直流电动机性能。此外，已经有许多微处理器将控制电机必需的功能使芯片，体积越来越小，像模拟/数字转换器，脉冲宽度调制。直流无刷电机电子换向控制交流电机，直流电机特性的直流电机相似，身体上没有失踪的应用之一。事实上，无刷直流电机有自己的缺点，包括成本高，难以控制的