LAMOST（The Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope）是一架反射式施密特天文望遠(yuǎn)鏡,其1.75米直徑焦面板上布置的4000根光纖使其成為世界上光譜獲取率最高的望遠(yuǎn)鏡。LAMOST使用并行可控式光纖定位技術(shù),每根光纖都安裝在一個能對其精確定位的光纖定位單元。光纖定位單元使用雙回轉(zhuǎn)方式對光纖定位,主要包含雙回轉(zhuǎn)機械結(jié)構(gòu)、電機和驅(qū)動板三個部分。為了進(jìn)一步提高光譜獲取率,研究人員設(shè)計了更小的光纖定位單元,直徑僅10mm,但出于尺寸和效率達(dá)到考慮,10mm單元使用了無刷直流電機取代了以往光纖定位單元使用的步進(jìn)電機。不同的電機和嚴(yán)苛的尺寸限制時10mm單元的驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計成為一個難題。無刷直流電機是一種借助驅(qū)動電路以軟件控制電機換相,從而取消碳刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu)的直流同步電機。無刷直流電機和步進(jìn)電機都是直流同步電機,二者具有相似的機械結(jié)構(gòu),但有著截然不同的特性。無刷直流電機具有啟停性能好、效率高、發(fā)熱少、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音震動小等特點,但較少應(yīng)用于位置控制;而步進(jìn)電機可以進(jìn)行一定精度的位置控制,但有著噪音震動大、發(fā)熱嚴(yán)重、效率... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１無刷直流電機的機械結(jié)構(gòu)［１］??很多情況下，需要定位的場合應(yīng)用的電機是步進(jìn)電機或交流伺服電機，但在??

???在變化導(dǎo)通狀態(tài)（我們稱之為換相）的前后，轉(zhuǎn)子所受力矩是否平穩(wěn)很大程??度上決定了換相的效果。如果換相前后受力變化過大，電機以產(chǎn)生震動和噪聲，??電機的壽命將迅速縮短，效率降低，輸出力矩也會變得不平穩(wěn)，嚴(yán)重時電機甚至??會換相失敗而卡在某一位置。對于任意一次換相過程，如果能夠保證換相前后瞬??間轉(zhuǎn)子的受力大小方向一樣，這無疑是保證受力平穩(wěn)的最佳方案。??｜?■＊＋?Ｂ?Ｉ?｜＊＋?Ｂ－?Ａ＊?釦??〇?〇?〇?〇??Ｗ??ｃ?ｃ?ｒ?ｃ?＾?ｃ??圖２．３換線時機對比??如圖２．３，對從Ａ＋Ｂ－換相到Ａ＋Ｃ－的過程中，如果在轉(zhuǎn)子磁極正對這Ａ相繞??組時換相，可見換相前后轉(zhuǎn)子換相前后所受力矩保持不變，這就是最佳的換相時??機。然而，“轉(zhuǎn)子磁極正對著Ａ相繞組”并不是一個可以簡單地獲取的時刻，為??了方便通過硬件電路檢測換相時刻，通常將其描述為“Ｃ相反電勢過零點延時３０°??電角度”，類似的結(jié)論對其他各次換相過程適用，因而在某相反電動勢過零點后??３０°電角度是最佳的換相時刻。??２．?３無傳感器位置檢測方法的理論基礎(chǔ)??２．?３．１無傳感器位置檢測方法簡介??無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測通常需要使用霍爾傳感器或數(shù)字碼盤，但本系統(tǒng)??中使用的電機由于尺寸限制，無法安裝位置傳感器，只能使用無傳感器位置檢測??方法。無傳感器位置檢測通常通過電機內(nèi)容易獲取的電壓或電流等信號，經(jīng)過一??定的算法處理，得到轉(zhuǎn)子的位置信號。常用的轉(zhuǎn)子位置檢測方法有反電勢發(fā)、磁??鏈法、電感法和人工智能發(fā)。其中，反電勢法技術(shù)最為成熟，應(yīng)用最廣泛；磁鏈??法計算量較大且在低速時會產(chǎn)生累計誤差？，電感法一般只適用于確定靜止時

３ｓｉｎ３９?＋?３Ｅ９ｓｉｎ９ｄ?Ｈ—?？?３￡＊３＜ｓｉｎ３０?（２．１１）??的數(shù)學(xué)模型，即有將電機的三相線電壓相加有??＾ｓｕｍ?＝?ｕＡ?＋?ｕＢ?＋?ｕｃ?＝?ｅＡ?＋?ｅＢ?＋?ｅｃ?？?３Ｅ３ｓｉｎ３９?（２．１２）??實際上我們無法直接獲得相電壓仏、ｕｓ、Ｕｐ直接獲得的是線電壓??線電壓和相電壓通過中性點電壓相聯(lián)系??（ＵＡ?＝?ｕＡ?＋?ＵＮ??＼ｕＢ?＝?ｕＢ?＋?ＵＮ?（２．１３）??Ｗｃ?＝ｕｃ?＋?ＵＮ??式中：為中性點電壓，無刷直流電機的中心點如圖２．４所示。??ｊ?＂４?＂４?＂４??Ｕｉ?????—■〇?ｆ＼Ｊ＼ｊ?Ｑ—ｕｓ??．＾?｜?Ｉ?｜?Ｒ?Ｌ－Ｍ?ｅｃ??圖２．４無刷直流電機的中性點??以％替換無法直接獲得的？得??ＵＡ?＋?ＵＢ?＋?Ｕｃ?＝?ｅＡ?＋?ｅＢ?＋?ｅｃ?＋?３ＵＮ?？?３Ｅｓｓｉｎ３ｄ?＋?３ＵＮ?（２．１４）??到整個驅(qū)動過程中，電機繞組均是兩兩導(dǎo)通，則有??ｕｎ＝ｙ?（２＿１５）??式中，％為供電電壓。??３Ｕｄ?，?、??ＵＡ＋ＵＢ?＋?ＵＣ?＾?３Ｅ３ｓｉｎ３６?＋?（２．１６）??實際電路中，＋?％?＋?％是可以獲取的，如下圖２．５中，使并聯(lián)到Ａ、Ｂ、??７??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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