無刷直流電機換向關鍵技術研究.pdf

1、無刷直流電機不但體積小，結構簡單，可靠性強。而且具有普通直流電機的良好的調速性能。因此在家用電器、航空航天、辦公自動化等方面有著廣泛的應用。傳統(tǒng)的直流無刷電機(Brushless DC Motor，簡稱BLDC)需要霍爾信號提供轉子信息，但是霍爾信號會受到溫度磁場等的影響，這不僅增加了電機的體積和成本而且降低了系統(tǒng)的可靠性。因此無位置傳感器無刷直流電機的控制在近些年一直是研究的熱點。本論文圍繞無位置傳感器無刷直流電機控制進行較為系統(tǒng)和深

2、入的研究。
　　論文首先對無刷直流電機的發(fā)展歷程、無刷直流電機的位置檢測和起動的發(fā)展現狀進行了綜述。在位置檢測中對反電動勢法、續(xù)流二極管法、電感法和狀態(tài)觀測器法的優(yōu)缺點進行了分析，同時對三段式起動、預定位起動、升頻升壓起動、短時檢測脈沖定位方法的優(yōu)缺點進行了討論。接著詳細分析了無刷直流電機的本體結構、電子換向電路和位置檢測，同時分析了直流無刷電機的工作原理、相應的數學模型和基本方程。然后對無刷直流電機的起動和反電動勢控制進行了詳細

3、的討論并提出本文采用的基于電感法優(yōu)化的起動方法和反電勢控制方法，并選用強大處理能力和豐富外設的dsPIC33FJMC204作為控制芯片，進行相應的硬件電路設計和軟件控制設計。在硬件設計部分，主要論述了在逆變電路，反電動勢檢測電路，保護電路等模塊的電路設計的選擇方案和設計時的注意事項。軟件設計部分采用模塊化設計思想，主要論述了模糊控制思想的原理和實現、軟件系統(tǒng)的初始化、電機起動程序的設計、模糊PID控制程序的設計和過零檢測方法的設計。在軟

4、件系統(tǒng)初始化中對時鐘、AD轉換、PWM、Timer、UART的初始化做了詳細的闡述。在電機起動程序和過零檢測設計部分給出設計的組成部分與相應的流程圖，在模糊PID程序設計中給出了模糊PID的的流程圖和相關代碼。
　　最后，對設計的直流無刷電機控制系統(tǒng)進行了實驗測試并給出了直流無刷電機控制系統(tǒng)的起動、反電勢控制和模糊PID控制的實驗結果和實驗，并對結果進行了分析，實驗結果驗證了該無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)的可行性、穩(wěn)定性和有效