电动车用无刷直流电机无位置传感器控制研究_硕士学位论文

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1、分类号TM351密级公珏编号!Q2里里SQ墨Q2Q22江薛大擎硕士学位论文电动车用无刷直流电机无位置传感器控制研究ResearchontheSensorlessControlofBrushlessDCMotorinElectricBike申请学位级别亟±学科(专业)电匆电壬墨电力笾动论文提交日期2Q!!生§旦论文答辩日期2Q!!生鱼旦学位授予单位和日期江菱太堂2Q!!生鱼旦评阅人独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的

2、作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己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：甸翻历沙f

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4、SB学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会

5、提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：眚乖司瓦p11年‘具幅B指导教师签名：痧1日乡旷弘7，年6月d白摘要无刷直流电机利用电子换相代替机械换相，不但具有直流电动机的调速性能，而且体积小、效率高，在许多领域己得到了广泛的应用，特别是电动车用直流电机的应用上。采用无位置传感器控制技术之后，不但可以降低电机的制造成本，而且使得无刷直流电机的使用寿命以及维修简便性都有了大大提高。目前，无刷直流

6、电机无位置传感器控制己成为无刷直流电机控制技术的发展方向。本文纵观了无刷直流电动机及其控制技术的兴起、发展与现状，概括了无刷直流电动机无位置传感器控制技术的现有水平及存在的问题。以研制、开发电动车用无刷直流电机无位置传感器控制器为依托，针对其无位置传感器控制技术中的两个关键问题一一转子位置信息检测和零起动问题，提出并设计了新的更适用的转子位置信息检测硬件检测和零起动硬件电路。从理论和实践两个方面对这些问题展开了较为全面的研究和讨论。(1)针对传统无位置传感器控制策略计算量大、可靠性不高、300软件延时等缺点，基于无刷直流电机反电势过零检测的原理，

7、分析了三相端电压与中性点的关系，提出了一种可完全替换3相霍尔位置传感器的硬件设计方案，实现了无刷直流电机的无传感器运行。(2)利用硬件RC滤波电路对检测到的反电势过零点时刻进行300电角度延时，针对由于电机的速度变化会使得30。电角度延时的不准确，从而导致逆变器换相不准确，引起电机的失步的问题，提出了在硬件电路中设计相位自补偿电路的想法，克服了以往传统方法相位补偿不准确的问题，提高了系统的稳定性和可靠性。·(3)对已有的各种电机零起动方案利弊进行分析，结合实际应用的需要，综合成本、实现难易程度等各方面因素的考虑，本课题提出了新的“三段式”零起动方

8、案，并设计零起动硬件电路。对各个阶段中的一些关键问题一一转子预定位过程中PWM控制输出的频率选择、电机旋转方向的选择和电机由抖动转向自控运行状态等问题进行了详细的分析，确定了具体的实施方案。(4)推导并分析了无刷直流电机的动态数学模型及其控制特性，基于Matlab／Simulink建立了BLDCM(BrushlessDirectCurremMotor)控制系统的模块化仿真模型，并对该模型进行了转速、电流双闭环串级控制系统的仿真。仿真结果表明：波形能较为理想的反映电机的动静态特性分析。本文设计了以美国Cypress公司的PSoCTM为控制：苎=片的

9、无刷直流电机无位置传感器控制系统，搭建了样机平台进行实验验证，实验证明：本控制系统具有结构简单，适应性强等优点。关键词：无刷直流电机，无传感器控制，转子位置信息检测，零起动ABSTRACTBrushlessDCmotorwithpermanentmagnetexcitation，inwhichelectricalcommutatorisusedinsteadofmechanical，hasthesamegoodcharacteristicsofspeedcontrolastraditionalDCmotor．BrushlessDCmotorsha

10、vefoundwideapplicationduetotheirhighpowerdensityandeaseofcontr01．Mor