永磁无刷直流电机控制器设计

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1、西北工业大学硕士学位论文永磁无刷直流电机控制器的设计姓名：白世东申请学位级别：硕士专业：电工理论与新技术指导教师：景占荣20070301摘要研究“永磁无刷直流电机控制器”的设计，主要围绕控制器设计的几个关键技术一电机位置检测、起动、控制方法、功率因数校正和软硬件设计进行了深入的研究。该论文的主要工作如下：讨论了永磁无刷直流电机的控制方案，详细分析了无传感器控制下电机转子位置检测，以反电势法为基础，设计了一种以电路实现反电势检测的新方法；提出了通过“三段式”实现的电机起动技术；在控制方法上采用基于PID方法的速度闭环控制，实现了电机的稳定运转；将PFC技术应用于驱动中，实

2、现了功率因数的校正，降低了电磁干扰，达到了国家3c的要求；采用了新型的功率模块SPM，使系统电路更加简洁，设计使用更加方便，并给出了详细的外围电路设计方法；采用了德国infineon公司的XCl64CM芯片作为控制核心，设计了一套永磁无刷直流电机无位置传感器驱动控制系统。实验结果表明，该控制器结构简单，成本低，系统起动快速、稳定，运行可靠，具有较宽的调速范围，系统功率因数高，满足了用户的需要。关键词：永磁无刷直流电机，无位置传感器，PID控制，XCl64单片机，PFC，SPMThe“&signofControllerforpermanentmagnetbmshlessD

3、Cmotor(BLDCM)”isstudied011inthisthesis,andthekeytechnologiesar。presented．suchasmotorstarting,rotorpositiondetection,controllingmethodandpowerfactorcorrection．Atlast,thecontrollingsystemisdesignedandthedetailsisgivenfordesignofsoftwareandhardware．ControUingsolutionforBLDCMisdiscussed，them

4、ethodforrotorpositiondetectionisanalyzedandthecircuitisdesignedforrotorpositiondetectionbased011Back觚Atthesametime，itisstudiedonhowtostartBLDCMby“Threestop”startingtechnique,howtoadoptPIDtoregulatespeedinclosedlooptomakemotorrunmorereliably．Inordertosatisfy“3C,standards，thepowerfactorcor

5、[ector(PFOisinducedinsystemandthedesignparameterisgi、，眈indetails．TheSPM(smartpowermoduloisusedtomakethesystemdesignmoreconvenientandblie￡Atlast,useIn丘lleonXCl64CMascontrollingcoreandthecontrollingsystemisdesigned．Itisshowedbytheexperimentresultsthatthecontrollerisbetterthanothersattheses

6、ides，such鹤faststarting，stabilizationandwidcspeedregulation,anditisalsocheap．ThepOWel?factorishigher．Sothecontrollerwouldbeusedwidely．KeyWords：BLDCM，Seusorless，PIDcontroller,XCl54CM，PFC,SPMII曲北I业大学硕十学位论文第一章绪论1．1无刷直流电机发展概况传统的有刷直流电动机以机械的方法进行换向，因此存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火花、无线电干扰以及寿命短、可靠性差等致命的弱点【I】

7、。为了消除有刷电机的弱点，Boliger于1917年提出了无刷直流电机的思想。后来随着电力电子及制造等相关专业的发展，美国D．Harrison等人于1955年首次以“用晶体管换向线路代替有刷直流电机机械电刷”的技术申请了专利，这也是现代无刷直流电机诞生的标志口1。1978年，第一台无刷直流电机及其驱动器的展示，标志着无刷直流电机真正进入应用。与其它电机相比，无刷直流电机具有高可靠性、高效率和优良的调速性能等诸多优越性，因此诞生之仞就得到青睐，随着新型稀土永磁材料性能的提高与价格的下降，更是带来永磁无刷直流电机成本的降低，使这种优越性更加明