三相混合式步进电机细分驱动研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要70年代提出的细分控制较好的解决了电机在开环控制下常常出现的低频振动，运行时输出力矩下降，定位精度受电机自身影响等问题。本文以三相混合式步进电机为控制对象，在分析了细分控制原理的基础上，数字化实现了步进电机的步距角细分控制。首先分析了步进电机在细分状态下的磁场特点，步进电机在通入正弦阶梯电流时的离散磁场与永磁同步电机的连续磁场有相似之处。从步进电机的结构和运行原理出发，在一定的假设条件下，步进电机可以看作是多极的低速同步电机。在整个控制系统的实现上，借鉴交流电机的电流控制方法，将步进电机细分控制时的正弦阶梯电流通过同步旋转坐标变换成直流量进行

2、控制，同时采用广泛应用于交流电机的SVPWM调制方式减小电流谐波和噪声。然后利用仿真软件Matlab/Simulink搭建了基于转子磁场定向的步进电机数学模型，并在不同频率的给定下，分析了步进电机的电流响应与转子位置响应曲线。最后在以DSPTMS320LF2407A为控制器核心的硬件平台上实现了电机的正弦电流步距角细分控制。通过实验证明了方案的可行性，取得了较为理想的电流波形。关键词：三相混合步进电机步进电机模型脉宽调制细分控制I华中科技大学硕士学位论文AbstractAt70sthesubdivisioncontrolofsteppingmotorswaspropos

3、edtosolvetheproblemssuchasresonance,outputtorquereducingandlowaccuracywhenthesteppingmotorisrunningatopen-loop.Thisthesismainlyanalyzesthetheoryofsubdivisionandrealizesthesubdivisionofthethreephasehybridsteppingmotorswithdigitalcontrol.Firstly,thisthesisstudythecharacteristicthemagneticf

4、iledandstatorcurrentofstepperbetweenthePMSMandsteppingmotors,whichindicatesthattheyaresimilar.Fromthestructureandoperationprincipleandinacertainassumption,thesteppingmotorcanconsiderasaPMSMrunningatlowspeed.Whensubdivisionisadopted,thecurrentinthestatorissinusoidal.ReferenceontheACvariab

5、lespeedtheory,thesinusoidalcurrentinthestatorcantransformintodirectcurrentthroughrotationalcoordinatetransform.ThemodulationpolicyisSVPWMwhichiswidelyadoptedinACmotorscontroltoreducecurrentharmonicsandnoise.Secondly,withthesimulationsoftwareMatlab/Simulink,themodelofthesteppingmotorisest

6、ablishedbaseonthed-qcoordinate.Whenthedifferentfrequencyandstepangleareset,theresponsescurvesofcurrentinthestatorandthepositionoftherotorareanalyzed.Thesimulationshowsthatthemethodiseffective.Finally,withtheTIDSPTMS320LF2407Aasthecontroller,thesubdivisionofthesteppingmotorisrealized.Some

7、suggestionsaremadetomakeimprovements.Keywords:ThreePhaseHybridSteppingMotorStepperModelPWMSubdivisionII独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书