单相无刷直流电机无位置传感器控制系统

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1、浙江理工大学硕士学位论文摘要无刷直流电动机按照其绕组相数可以将其分为两大类：单相无刷直流电动机和多相无刷直流电动机。随着电力电子技术、控制理论和计算机技术等现代科学技术的快速发展，再加上新型稀土永磁材料的开发，多相无刷直流电动机的应用领域越来越广阔。但在小功率应用场合，特别是对电机的快速反应能力和调速精度要求不高，但对控制成本比较敏感的产品，如鼓风机、复印机、电脑硬盘驱动等，多相无刷直流电机就失去了其优势。单相无刷直流电机具有控制成本低、制造简单等优点，因此非常适合在上述领域中应用。目前，在国内，鲜有研究人员研究单相无刷直流电机控制，尤其在无位置传

2、感器控制方面。本文的研究工作如下：首先，本文在详细分析单相无刷直流电动机结构和工作原理的基础上，建立了其数学模型，并在Matlab／Simulink窗口下搭建了单相直流无刷电机无位置传感器控制系统的仿真模型，为掌握单相无刷直流电动机无位置传感器控制特性奠定了基础。其次，剖析了传统的单相无刷直流电动机无位置传感器控制方法在电机起动和转子位置检测两方面的优缺点。在转子位置检测方面，本文提出了相电流分享法，与传统的控制方法相比较，此方法可减小电机的输出转矩波动、扩大电机的调速范围，明显提高电机的工作效率。为了更好的掌握单相无刷直流电机控制策略，本文详细分

3、析了换相期间相电流的波形。此外采用转速电流双闭环控制策略改善电机的动态性能，内环为电流环，外环为速度环。最后，本文设计了基于dsPIC30F2010的单相无刷直流电机无位置传感器双闭环控制系统。对控制系统的软、硬件设计作了详细论述；硬件方面说明了几个主要电路的设计过程，重点阐述了其原理图的设计。软件部分首先论述了整体设计，接着详细叙述了软件实．现要注意的几个问题和主要子程序的设计框图。。实验结果表明，基于本设计提出的相电流分享法，电机具有良好的调速性能和较小输出转矩波动。该系统起动快速、运行稳定且具有较宽的调速范围，尤其采用双闭环控制后，明显改善了

4、电机的动态性能，获得了很好的控制效果。关键字：单相无刷直流电机；无位置传感器；Matlab／Simulink；相电流分享法；双闭环控制浙江理工大学硕士学位论文SinglephasebrushlessdcmotorcontrolsystemwithoutpositionsensorAbstractAccordingtothenumberofphasenumber,brushlessdemotorcandividedintotwokinds：singlephasebrushlessdemotorandmultiphasebrushlessdcmotor

5、．Along、航ththerapiddevelopmentofmodemscienceandtechnology，whichincludethepowerelectronictechnology，controltheoryandcomputertechnology，andcombined诵t11thenewdevelopmentofrareearthpermanentmagnetmaterials，multiphasebrushlessdcmotorhavemolewiderapplicationfields．Butinsmallpowerappl

6、ications，especiallyforthemotorrapidresponsecapabilityandspeedcontrolaccuracyisnothigh,buttocontrolthecostcomparisonsensitiveproducts，suchasairblower,thecopymachine，computerharddiskdrivesandothers，multiphasebrushiessdemotorlosttheiradvantage．Singlephasebrushlessdcmotorcontrolwi

7、tlIlowcost，simplemanufacturingetc，andthereforeverysuitableforapplicationintheseareas．Atpresent，inChina,fewresearchershavesinglephasebmshlessdcmotorcontrol，especiallyinthesensorlesscontr01．111estudiesareasfollows：Firstofall，thepaperonthedetailedanalyticalsinglephasebrushlessdcm

8、otorstructureandworkingprincipleisestablished，onthebasisofthe