本文關(guān)鍵詞：無刷直流電機(jī)正弦波控制系統(tǒng)研究及實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為機(jī)電一體化進(jìn)程中的典型代表,無刷直流電機(jī)以體積小、重量輕、效率高、慣量小、調(diào)速范圍寬的優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。除此之外它所對(duì)應(yīng)的機(jī)械特性也與直流電機(jī)類似,因此,上至航空,下至探海的各大領(lǐng)域都能發(fā)現(xiàn)它的蹤跡。而傳統(tǒng)120°方波運(yùn)行方式在電機(jī)使用中存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大,運(yùn)行噪音大,能源利用率低等缺點(diǎn)。所以,研究性能更加優(yōu)良的控制系統(tǒng)勢(shì)在必行。本文研究了基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)的無刷直流電機(jī)正弦波控制系統(tǒng)。首先,介紹了無刷直流電機(jī)基本機(jī)構(gòu);以此為基礎(chǔ),深入研究分析了電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)理、電機(jī)運(yùn)行原理;從氣隙磁場(chǎng)分布規(guī)律出發(fā),并結(jié)合電機(jī)在三相坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型,推算得到了電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,論證了無刷直流電機(jī)解耦運(yùn)行控制的可行性。其次,比較了正弦波脈寬調(diào)制技術(shù)與空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù);著重論述了空間電壓矢量脈寬調(diào)制原理與算法,并以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了基于0di?運(yùn)行方式的正弦波控制系統(tǒng)仿真模型,仿真結(jié)果證明了正弦波控制無刷直流電機(jī)的可行性。再次,本文針對(duì)在設(shè)計(jì)正弦波控制系統(tǒng)的過程中所遇到的幾個(gè)關(guān)鍵性問題(如電流重構(gòu)技術(shù)、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及空間位置估算、電機(jī)啟動(dòng)方式)進(jìn)行了全面的闡述;針對(duì)低調(diào)制區(qū)電流重構(gòu)容易失敗的問題,提出了PWM移相技術(shù)。最后,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。其中硬件主要由主控芯片STM32F030、電源模塊、MOS驅(qū)動(dòng)模塊、電流采樣模塊、過流保護(hù)模塊、剎車模塊組成;軟件程序利用匯編語言編寫,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了主體結(jié)構(gòu)程序、初始化程序、三角函數(shù)運(yùn)算程序、SVPWM運(yùn)算程序、相電流重構(gòu)程序、PI調(diào)節(jié)程序。最后軟硬件調(diào)試成功,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和分析,證明了本文設(shè)計(jì)方案的可行性、實(shí)用性和先進(jìn)性。
【關(guān)鍵詞】：正弦波 無刷直流電機(jī) SVPWM 電流重構(gòu) 轉(zhuǎn)子位置角估算 電源電路 三角函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 無刷直流電機(jī)發(fā)展趨勢(shì)與研究熱點(diǎn)10-13
• 1.3 本文主要撰寫內(nèi)容和章節(jié)安排13-14
• 第二章 無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及數(shù)學(xué)模型14-25
• 2.1 無刷直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2 無刷直流電機(jī)基本工作原理15-18
• 2.3 無刷直流電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型18-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第三章 無刷直流電機(jī)正弦波控制原理及仿真分析25-46
• 3.1 無刷直流電機(jī)正弦波控制方案比較25-28
• 3.1.1 正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）25-27
• 3.1.2 空間電壓矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）27-28
• 3.2 SVPWM原理及算法分析28-34
• 3.3 無刷直流電機(jī)正弦波控制系統(tǒng)仿真34-42
• 3.3.1 仿真工具34
• 3.3.2 仿真原理框圖分析34-37
• 3.3.3 仿真模塊的建立37-42
• 3.4 仿真結(jié)果與分析42-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 無刷直流電機(jī)正弦波控制系統(tǒng)方案46-56
• 4.1 相電流重構(gòu)技術(shù)46-51
• 4.1.1 電流重構(gòu)原理46-48
• 4.1.2 非觀測(cè)區(qū)電流重構(gòu)誤差分析及解決48-50
• 4.1.3 低調(diào)制可移相區(qū)SVPWM實(shí)現(xiàn)50-51
• 4.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及其位置估測(cè)51-53
• 4.3 正弦波控制啟動(dòng)方式53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 無刷直流電機(jī)正弦波控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)56-76
• 5.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)56-67
• 5.1.1 主控芯片簡(jiǎn)介57-59
• 5.1.2 電源電路設(shè)計(jì)分析59-62
• 5.1.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)分析62-65
• 5.1.4 電流采樣電路設(shè)計(jì)分析65
• 5.1.5 過流保護(hù)電路設(shè)計(jì)分析65-67
• 5.1.6 剎車電路設(shè)計(jì)分析67
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)67-75
• 5.2.1 ARM開發(fā)環(huán)境68-69
• 5.2.2 主程序架構(gòu)69-70
• 5.2.3 程序初始化70-72
• 5.2.4 三角函數(shù)運(yùn)算程序設(shè)計(jì)72-73
• 5.2.5 電壓空間矢量脈寬調(diào)制程序設(shè)計(jì)73-74
• 5.2.6 相電流重構(gòu)程序設(shè)計(jì)74-75
• 5.2.7 PI調(diào)節(jié)程序設(shè)計(jì)75
• 5.3 本章小結(jié)75-76
• 第六章 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果與分析76-81
• 6.1 電壓空間矢量脈寬調(diào)制波形分析76-78
• 6.2 電流波形分析78-79
• 6.3 帶載測(cè)試數(shù)據(jù)分析79-80
• 6.4 本章小結(jié)80-81
• 總結(jié)與展望81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 致謝87-88
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文88

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1 邱建琪,史涔n，

本文編號(hào)：287060