无位置传感器无刷直流电机直接转矩控制的研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文无位置传感器无刷直流电机直接转矩控制的研究ResearchonSensorlessDirectTorqueControlofBLDCM作者：侯晓东单位：信息科学与工程学院院指导教师：朱建光副教授单位：沈阳工业大学院协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2015年03月01日学位授予单位：沈阳工业大学摘要无刷直流电机以结构简单，效率高与调速性能好等特点广泛应用在工业、军事与国民生活领域。结合无刷直流电机自身的结构特点，采用无转子位置传感器控制技术避免了位置传感器给电机控制

2、系统带来的各种不利因素。本文研究无位置传感器无刷直流电机直接转矩控制技术，在Matlab/Simulink软件中搭建无位置传感器无刷直流电机直接转矩控制系统的仿真模型，根据仿真结果验证DTC系统的可行性，并设计无位置传感器无刷直流电机直接转矩控制系统硬件实验平台。本课题主要研究以下几个问题：首先，针对无位置传感器无刷直流电机直接转矩控制原理及数学模型，在Matlab/Simulink中设计转子位置检测仿真模型，完成对DTC系统仿真模型的设计。通过对仿真结果的分析证实DTC系统的可行性。其次，为了

3、证明DTC系统能够有效减小转矩脉动的特点，在Matlab/Simulink中设计不采用DTC方法的电机控制系统，并与本文设计的DTC系统在相同的运行参数下进行对比，将两种方法的电流和转矩波形图进行比较，验证DTC系统能够有效地减小转矩脉动。最后设计一套以TMS320F2812为控制芯片，包括功率开关管驱动电路、三相桥式电路、反电势过零检测电路、电流检测电路及保护电路的硬件实验平台系统。根据端电压法检测反电势过零点及三段式法起动的理论，编写了电机起动、换相处理及转速PI调节等程序。并在实验平台上做

4、了部分实验，通过对实验结果的分析验证本文设计的无位置传感器无刷直流电机直接转矩控制系统的可行性。关键词：直接转矩，无刷直流电机，反电势检测IAbstractThebrushlessDCmotoriswidelyusedinindustry,militaryandnationallifefieldswithitssimplestructure,highefficiencyandwellspeedregulatingperformancecharacteristics.Combinedwiththe

5、structurecharacteristicsofthebrushlessDCmotor,usingsensorlessdetectiontechnologywithouttherotorpositionsensoravoidsavarietyofadversefactors,theycausedbythepositionsensorinthemotorcontrolsystem.Inthispaper,sensorlessbrushlessDCmotordirecttorquecontrol

6、technologyisresearchedinthispaper.InMatlab/Simulinksoftware,thesimulationmodelofdirecttorquecontrolsystemisbuilt,accordingtothesimulationresultsverifiesthefeasibilityofthedirecttorquecontrolsystem,andthehardwareexperimentplatformofthesensorlessbrushl

7、essDCmotordirecttorquecontrolsystemisdesigned.Thispapermainlyresearchesthefollowingquestions:First,inviewoftheprincipleandmathematicalmodelofthesensorlessbrushlessDCmotordirecttorquecontrol,therotorpositiondetectionsimulationmodelisdesignedinMatlab/S

8、imulink,thesimulationmodelofthedirecttorquecontrolsystemhasbeencompleteddesign.ThroughtheanalysisofthesimulationresultsconfirmsthefeasibilityoftheDTCsystem.Second,inordertoprovetheDTCsystemcaneffectivelyreducethetorqueripple,inMatlab/Simulinkanotherr