基于DSP的无位置传感器BLDCM调速控制器的设计

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1、西北工业大学硕士学位论文基于DSP的无位置传感器BLDCM调速控制器的设计姓名：巫佩军申请学位级别：硕士专业：电力电子及电力传动指导教师：范蟠果20030201摘坚摘要本文重点研究了无位置传感器无刷直流电动机(BLDCM)的高性能控制技术。在对无位最传感器无刷直流电动机运行方式进行全面分析研究的基础上，详细的介绍了反电动势过零检测、相位判断及相位补偿的原理及实现方法，并且为了在较宽范围内提高BLDCM的调速性能，采用了数字式转速闭环控制。系统中采用TI公司的TMS320F240系列DSP芯片作为微处理器，可以方便的输出6路PWM信号

2、、实现(10位)A／D转换、完成电机转子位置信号的检测与相位补偿、对系统进行速度闭环控制以及实现无位甓传感器BLDCM从外同步向内同步的平稳切换。本控制系统是针对空调压缩机电机研制的，从试验的测试结果来看，电机起动稳定快速、起矩脉动小，具有较宽的闭环调速范围，完全满足空调压缩机电机各项性能指标要求。同时，本无位置BLDCM调速系统还具有结构简单、适应性强、可靠性高等特点，具有广阔的应用前景。关键词：无位置传感器无刷直流电动机反电动势相位检测与补偿数字信号处理器速度闭环控制IJq；ItI‘业人’1#坝l

3、^义捅蜡ABSTRACTThi

4、spapergiveemphasizetostudythehighperformancecontrolstrategyofsensorlessbrushlessDCmotor(BLDCM)．OnthebaseofananlysingandstudyingthenmmodeofBLDCM，weintroducethedetectingbackelectromotiveforce、themethodofphasejudgingandcompensationindetail．Inordertoimprovethespeedingperfo

5、rmanceweadoptthedigitalclosed—loopspeedcontrolstrategy．ThemcuofsystemistheTMS320F240DSPchipproducedbyTIcompany．ItCallputoutsixwaysPWMsignal、with(10bits)A／D、detectingthesignalofmotorrotorpositionandphasecompensating、thecontrolofclosed_loopspeedandstablyswitchformstep_of

6、ftostep_onofBLDCM．Thiscontrolsystemisdevelopedfortheairconditioncompressormotor．ItCanbeseeformtheresultofexperimentresult，themotorstartfastandstablywithsmalltorquerippleandwiderareaofspeeding．Itcansatisfyalltherequirementofair—conditioncompressormotoLThisBLDCMcontrolsy

7、stemhavethecharactoristicofsimplestructure、wideradaptive、highdependabilityandcanbeusedinmanyfieldsKeywords：sensorless，brushlessDCmotor,backelectromotiveforce，phasedectetingandcompensation，closed_loopspeedcontrolU绪沦第一章绪论第一节无刷直流电动机发展及现状f乜动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各领域以及人们

8、的门常生活之中。传统直流电机采用机械机构(电刷)进行换向，凼而存在机械摩擦，并由此带来电磁噪声、换向火花、以及寿命短等缺点，再加上制造成本高、维修困难，从而极大的限制了它的发展和应用范围。针对上述传统直流电动机的弊病，早在20世纪30年代就有人开始研制以电子换向代替机械换向的直流无刷电动机。经过几十年的努力，终于在60年代实现了这一愿望。直流无刷电机是用电子换向代替传统的机械换向的一种新型机电一体化电机。它由一台永磁同步电动机的本体，一套电子换向开关电路(又称逆变器)，和一套转子位置传感器所组成。其机械特性与普通直流电动机相类似，但

9、在性能上保持了普通直流电动机的优点，而又克服了其缺点。无刷直流电机通常采用永磁体转子，没有励磁损耗；发热的电枢绕组又通常装在外面的定子上，热阻小、散热容易。因此，无刷直流电动机具有没有换向火花、电磁噪声小，并且体积小、重量轻、维护方便