無刷直流電機(jī)無位置傳感器多速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電力電子技術(shù)發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn),無刷直流電機(jī)以其低成本、高效率、控制簡(jiǎn)單、外特性優(yōu)越等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。而無位置傳感器控制技術(shù)不但進(jìn)一步減小了電機(jī)的體積、成本,而且還增強(qiáng)了其抗干擾能力,極大地拓寬了無刷直流電機(jī)的應(yīng)用范圍。本課題結(jié)合實(shí)際需求,開發(fā)了一套能夠根據(jù)直流電壓變化實(shí)現(xiàn)多速控制的無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)。
　　論文首先介紹了無刷直流電機(jī)的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用場(chǎng)合,并對(duì)其控制方式作了簡(jiǎn)要論述。詳細(xì)闡述了無刷直流

2、電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和運(yùn)行原理,根據(jù)電機(jī)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)變量之間的關(guān)系建立了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。在分析電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)討論了無位置傳感器控制方法:首先對(duì)“端電壓法”位置檢測(cè)原理作了詳細(xì)論述,并分析了檢測(cè)誤差及補(bǔ)償方法。其次針對(duì)電機(jī)難以自啟動(dòng)的問題,提出了一種基于電流閉環(huán)的“三段式”啟動(dòng)方法。最后依照無位置傳感器控制方法搭建了控制系統(tǒng)仿真模型,采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)PI控制,仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法的正確性和啟動(dòng)方法的有效性。根據(jù)以上控制方

3、法,搭建了系統(tǒng)主電路,設(shè)計(jì)并制作了控制板卡和驅(qū)動(dòng)板卡,控制板的核心為TI公司的TMS320F2812數(shù)字信號(hào)處理器,論文詳細(xì)介紹了各部分電路形式及功能,還相應(yīng)介紹了硬件抗干擾措施。
　　在硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,利用C語言在CCS編譯環(huán)境下完成了系統(tǒng)軟件的編寫,包括,電機(jī)啟動(dòng)程序,雙閉環(huán)PI多速調(diào)節(jié)程序、AD采樣中斷程序、換相中斷程序及系統(tǒng)保護(hù)中斷程序等。其中針對(duì)變電壓下的多速控制問題,軟件中設(shè)置為不斷監(jiān)測(cè)電源電壓并根據(jù)電壓值實(shí)時(shí)修

4、改轉(zhuǎn)速給定和PI參數(shù),以期達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)速快速跟隨給定的效果。在反電勢(shì)過零檢測(cè)環(huán)節(jié)中,針對(duì)一般采用的90°電角度相移深度濾波方式會(huì)導(dǎo)致波形失真,造成過零點(diǎn)信號(hào)不精確的情況,本文提出了一種采用30°電角度相移硬件濾波加軟件二次濾波的方法,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)反電勢(shì)過零信號(hào)的準(zhǔn)確檢測(cè)。由于電流采樣信號(hào)中包含大量的PWM調(diào)制干擾,為了得到準(zhǔn)確的電流值,系統(tǒng)采用了幾種數(shù)字濾波方法進(jìn)行混合濾波,取得了較好的效果。
　　最后,在硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)