无刷直流电动机无位置传感器控制机理的研究

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1、摘要无刷直流电动机和其他电机相比具有高可靠性、高效率和优良的调速性能等诸多优越性，随着微处理器技术、新型电力电子器件、新型控制理论的发展，以及低成本、高磁能积永磁材料的发展，得到越来越广泛的应用。总的来说，无刷直流电动机控制分为有位置传感器控制和无位置传感器控制。前者驱动方式简单、方便且调速范围宽，但是线路复杂、可靠性差；后者无需安装传感器，使用场合广，相对于有位置传感器方法有较大的优势。本论文提出了一种基于简化的RC带通滤波器的无位置传感器转子位置检测方法，使得系统结构简单易于实现。首先，论文阐述了无刷直流电动机的结构和工作原理，建立了其数学模型；其次，根据无刷直流电动机反电势过零检测原

2、理，设计了RC带通滤波电路及其简化形式，分析了转子位置检测误差的原因，提出了相应的校正方法和一种新的换相方法，提高了电动机运行平稳性和系统稳定性，深入研究无刷直流动机的“三段式”起动方法，在此基础上给出了从外同步到自同步平稳切换的条件；最后，论文设计了基于反电势过零检测法的无位置传感器无刷直流电动机控制系统，通过仿真和实验，对论文提出的方法进行了验证。关键词：无刷矗流电动机无位置传感器反电势过零检测无源滤波器起动换相ABSTRACTTheBrusblessDCMotor03H)CM)withpermallentmagnet,comparedwithothertypesofmotors，is

3、usedwidelyduetotheadvantagesofhi曲reliability,hi曲eflieieaeyandgoodperformance,ere,growingwiththedevelopmentofmicrocomputers，newpowerelectronicdevices,controltheoriesandlowcostTalcearthpermanentmagnet．Ingeneral．thecontrolmethodsofBLDCM撇dividedintotwocategoriesofthesensoreontxolandthesensorlesscontr0

4、1．Theformerhassimpledrivedevicesandwidespeedadjustingrange，butwithcomplexconnectionandworsereliability．Andthelatter∞nbeusedwidelywithoutequippingrotorpositionscn∞l'Swiththemoleadvantagesthantheformer．Inthispaper,apositiondetectingmethodbased011thesimplifiedRCpassiveband-passfilterisproposed,whichm

5、akethestructureofsystemeasilytorealize．Firstly,thestructureandoperationprincipleoftheBLDCM黜introducedandthebasicequationsandthemathematicalmodelarefoundedbased011fundamentalelectromagneticlaws．Secondly,accordingtointensiveanalysisofthezero-crossingdetectionofBackEMF,adetectingmethodwithband-bassfi

6、lteranditssimplifiedconfigurationareproposed．Byanalyzingthereasonresultinginthedetectingerror,thecorrespondingcorrectionmethodandthenewcommutationapproach111"epresentedtoimprovetheperformanceoftlaeBLDCM．Onthebasisofanalyzingthetypicalopen-loopmethodcalled“3-stagestartupmethod"indetail，thesynelaron

7、ousoperationconditionfromtheopen·looptotheclosed-loopispresentedforBLDCM．Lastly,thecontrolsystemforBLDCMwithoutrotorpositionsensorsisdesignedandimplementedbasedOndetectingBackEMFzero·crossings．Thevalidityandeffec