无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究与实现.pdf

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1、学校代号：10532学密号：S11092011级：普通湖南大学硕士学位论：艾无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究与实现堂僮宝遗厶蕉刍；廑磊——昱9匝丝刍壁壁叠；黄宜道教援墙菱皇僮；电氢复信息工猩堂院童些刍叠!电氢工程迨塞握童旦塑；2Q!垒生璺月3Q日迨塞筌鲎旦塑；2Q!垒生至旦12旦筌趱委员金圭度；窆隆揖熬援TheStudyandRealizationoftheSensorlessBrushlessDCMotorControlSystembyTangLeiB．E．(ShanxiAgriculturalUniversity)201Athesissubmit

2、tedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringElectricalEngineeringjintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHuangShoudaoApril，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献

3、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后果由本人承担。作者签名：离‰日期：汕。噼』月西日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于作者签名：导师签名：l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密固。(请在以上相应方框内打“／”)店磊日期：一t中年上月巧日日期：即-中年妒水

4、无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究与实现摘要因无刷直流电机(brushlessdirectcurrentmotor，简称BLDCM)具有使用寿命长、结构简单、无换相火花、重量轻、效率高和功率密度大等诸多优点，加上其控制算法非常简单、硬件实现成本也很低，只需要一个小小的车间就可以完成所有的生产与装备工作，另外，在转速特性方面可以与传统有刷直流电机相媲美，而且还不需要碳刷、换向器等换相装置，已经得到了国内外研究者的高度关注。经过多方面的研究与努力，已在航空航天、汽车电子、过程控制、电子设备、地下矿井作业、家用电器和公共自动化等场所得到了广泛的应用。因此，满

5、足无刷直流电机的控制的基本要求，提高工作的可靠性，对无刷直流电机控制系统进行研究有着极其重要的意义。本着成本低廉、结构简单以及实用性好为出发点，本设计从无位置传感器无刷直流电机着手，着重于直流无刷电机的无位置传感器控制算法的研究，并进行了相应的仿真与实验验证，使之在进行原理验证的同时也具有一定的实用性。首先，本文开篇阐明了目前国内外专家学者们研究BLDCM的主要方向，即BLDCM的无位置传感器(简称无传感器)控制的研究、速度控制的研究、转矩脉动抑制的研究以及集成电路芯片的研究等。结合前人的研究成果发现在两两导通方式下采用PWMONPWM调制方式能够有效地抑

6、制电流换相时产生的转矩波动，三相导通方式还能进一步提高电机绕组的利用率，极大地减小了电流换相引起的转矩波动。并根据BLDCM的组成单元和控制方式与运行原理，介绍了电机的数学模型与运动方程。然后，介绍了BLDCM在无传感器控制技术下的几种常用的启动方法，并提出采用二次定位的三段式启动法作为启动方法；对线反电动势法控制无位置传感器的无刷直流电机的工作原理与工作过程进行了讨论研究，通过观测出的线反电动势信号，取其最大值除以电机反电动势系数，获得电机转速，再对转速进行积分就可以获得转子的具体位置了；本文还在Simulink平台下建立了无刷直流电机控制系统的仿真模型

7、，在该模型平台上进行了相应的仿真验证。最后，在通过理论分析与仿真验证的基础上，利用Microchip(微芯)公司的dsPIC33FJl6MC304单片机完成了本设计相应的硬件平台的搭建，并详细介绍了其对应的硬件电路的实现方式以及软件算法和具体流程图等，还给出了该硬件平台的部分实验效果。最后，对本文系统的设计进行了总结，也提出了今后需要继续研究以及应用时亟待解决的问题，并对本文提出的方案进行了展望。关键词：无刷直流电机；无传感器控制；三段式启动法；线反电动势；转速控制II硕士学位论文鲁=毫!==!皇葛皇兰=皇皇皇詈皇兰詈皇皇皇皇皇皇詈=皇皇詈皇皇兰=兰=皇兰

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