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無刷直流電機(jī)無E+E位置傳感器數(shù)字控制系統(tǒng)研究
無刷直流電機(jī)利用電子換相代替機(jī)械換相,不但具有直流電機(jī)的調(diào)速性能,而且體積小、效率高,在許多領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用。采用無E+E位置傳感器控制技術(shù),不但可以克服外置式E+E位置傳感器的諸多弊病,而且能進(jìn)一步拓寬無刷直流電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。目前,無刷直流電機(jī)無E+E位置傳感器控制已成為無刷直流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向。

無刷直流電機(jī)無E+E位置傳感器數(shù)字控制系統(tǒng)研究
無刷直流電機(jī)由于采用永磁材料勵磁,在提高效率和功率密度等優(yōu)點的同時,還伴隨著勵磁不可調(diào)節(jié)的缺點。針對目前無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究的焦點:如何拓寬永磁無刷直流電機(jī)的調(diào)速范圍,如何提高電流調(diào)節(jié)的精度和減小轉(zhuǎn)矩脈動,如何實現(xiàn)對無刷直流電機(jī)的無E+E位置傳感器控制等問題,對無刷直流電機(jī)的無傳感器控制原理進(jìn)行了深入的研究。而且現(xiàn)有的各種E+E位置傳感器檢測及無E+E位置傳感器的位置檢測方法都不可避免地存在轉(zhuǎn)子位置檢測誤差,這個誤差就會使電機(jī)偏離正常換相點,發(fā)生換相超前或滯后,導(dǎo)致電機(jī)運行不平穩(wěn),震動和噪聲加大,效率降低,電機(jī)電流過沖,嚴(yán)重時會導(dǎo)致?lián)Q相失敗,使得電機(jī)失步或使驅(qū)動模塊發(fā)生故障保護(hù)等致使電機(jī)產(chǎn)生振蕩及停轉(zhuǎn)。 本論文首先介紹了多種主流的無E+E位置傳感器的位置檢測方法。在分析了它們的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,選用反電動勢過零檢測法,詳細(xì)敘述了這種方法的檢測原理,定性地分析了轉(zhuǎn)子位置檢測誤差產(chǎn)生的原因。論文從無刷直流電機(jī)的基本組成環(huán)節(jié)、工作原理、運行特性以及傳遞函數(shù)開始,簡述了使用E+E位置傳感器的各種控制方法和存在的弊端,詳細(xì)介紹了無E+E位置傳感器控制的原理和方法,在此基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析,提出了抑制轉(zhuǎn)矩脈動的方法,并對無刷直流電機(jī)的弱磁進(jìn)行了定性的理論分析。 論文在分析和比較了各種無E+E位置傳感器檢測技術(shù)后,選擇使用反電動勢過零檢測法,針對在基速以下恒轉(zhuǎn)矩運行,基速以上恒功率運行的要求。論文設(shè)計了基于DSPIC30F6010芯片的雙模控制系統(tǒng),并對控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計作了詳細(xì)介紹。闡述了反電動勢過零檢測原理和算法以及該算法的軟件實現(xiàn),zui后對軟件開環(huán)換相起動策略、起動程序設(shè)計、實現(xiàn)過零檢測的程序設(shè)計以及對如何避免相繞組去磁等問題做了詳細(xì)探討。論文在分析了無刷直流電機(jī)原理和數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了基于Matlab的無刷直流電機(jī)本體模型。且分別在Matlab/Simulink和Saber環(huán)境下搭建了無刷直流電機(jī)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的仿真模型并對給定電機(jī)模型進(jìn)行了仿真。

無刷直流電機(jī)無E+E位置傳感器數(shù)字控制系統(tǒng)研究
zui后,本論文對無E+E位置傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的起動、運行以及相位超前實驗結(jié)果進(jìn)行了分析。 實驗證明論文設(shè)計的無E+E位置傳感器無刷直流電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)能良好的實現(xiàn)在基速以上恒轉(zhuǎn)矩運行,基速以下恒功率運行的“雙模控制”。