無(wú)刷直流電機(jī)換向關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)不但體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)。而且具有普通直流電機(jī)的良好的調(diào)速性能。因此在家用電器、航空航天、辦公自動(dòng)化等方面有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的直流無(wú)刷電機(jī)(Brushless DC Motor，簡(jiǎn)稱BLDC)需要霍爾信號(hào)提供轉(zhuǎn)子信息，但是霍爾信號(hào)會(huì)受到溫度磁場(chǎng)等的影響，這不僅增加了電機(jī)的體積和成本而且降低了系統(tǒng)的可靠性。因此無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的控制在近些年一直是研究的熱點(diǎn)。本論文圍繞無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制進(jìn)行較為系統(tǒng)和深

2、入的研究。
　　論文首先對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的發(fā)展歷程、無(wú)刷直流電機(jī)的位置檢測(cè)和起動(dòng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。在位置檢測(cè)中對(duì)反電動(dòng)勢(shì)法、續(xù)流二極管法、電感法和狀態(tài)觀測(cè)器法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)三段式起動(dòng)、預(yù)定位起動(dòng)、升頻升壓起動(dòng)、短時(shí)檢測(cè)脈沖定位方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了討論。接著詳細(xì)分析了無(wú)刷直流電機(jī)的本體結(jié)構(gòu)、電子換向電路和位置檢測(cè)，同時(shí)分析了直流無(wú)刷電機(jī)的工作原理、相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和基本方程。然后對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的起動(dòng)和反電動(dòng)勢(shì)控制進(jìn)行了詳細(xì)

3、的討論并提出本文采用的基于電感法優(yōu)化的起動(dòng)方法和反電勢(shì)控制方法，并選用強(qiáng)大處理能力和豐富外設(shè)的dsPIC33FJMC204作為控制芯片，進(jìn)行相應(yīng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件控制設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)部分，主要論述了在逆變電路，反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路，保護(hù)電路等模塊的電路設(shè)計(jì)的選擇方案和設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。軟件設(shè)計(jì)部分采用模塊化設(shè)計(jì)思想，主要論述了模糊控制思想的原理和實(shí)現(xiàn)、軟件系統(tǒng)的初始化、電機(jī)起動(dòng)程序的設(shè)計(jì)、模糊PID控制程序的設(shè)計(jì)和過(guò)零檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)。在軟

4、件系統(tǒng)初始化中對(duì)時(shí)鐘、AD轉(zhuǎn)換、PWM、Timer、UART的初始化做了詳細(xì)的闡述。在電機(jī)起動(dòng)程序和過(guò)零檢測(cè)設(shè)計(jì)部分給出設(shè)計(jì)的組成部分與相應(yīng)的流程圖，在模糊PID程序設(shè)計(jì)中給出了模糊PID的的流程圖和相關(guān)代碼。
　　最后，對(duì)設(shè)計(jì)的直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試并給出了直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)的起動(dòng)、反電勢(shì)控制和模糊PID控制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的可行性、穩(wěn)定性和有效