本文關(guān)鍵詞：礦用無刷直流電機(jī)車的調(diào)速系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無刷直流電機(jī)是繼有刷直流電機(jī)之后發(fā)展起來的一種新型交流電機(jī),因其轉(zhuǎn)子上無換相器、定子上無電刷而得名。它既繼承了傳統(tǒng)直流電機(jī)調(diào)速范圍廣、過載能力強(qiáng)和啟動(dòng)特性好等優(yōu)點(diǎn),又具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、永無磨損、故障率低、節(jié)能高效和可靠性高等優(yōu)點(diǎn),使其在礦用運(yùn)輸系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。直接轉(zhuǎn)矩控制方式(DTC)是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來的一種新型變頻調(diào)速技術(shù)。DTC采用電壓空間矢量分析方法,通過直接控制定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的方式,實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。它既省去了復(fù)雜的矢量變換和無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型的處理,又可實(shí)現(xiàn)三相驅(qū)動(dòng)電路中功率開關(guān)管的最佳控制,同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、控制直接無累贅等優(yōu)點(diǎn),已成為現(xiàn)代電機(jī)控制系統(tǒng)中的一個(gè)主要發(fā)展方向。本文首先介紹了無刷直流電機(jī)本體結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的基本工作原理和三相全橋驅(qū)動(dòng)電路；其次,詳細(xì)介紹無刷直流電機(jī)的電壓平衡方程、電磁轉(zhuǎn)矩方程、運(yùn)動(dòng)方程及傳遞函數(shù)模型；然后,詳細(xì)分析直接轉(zhuǎn)矩控制策略的控制原理,通過MATLAB/Simulink;搭建仿真模型,并分析相電流、相電壓和電機(jī)轉(zhuǎn)速波形；再者,全文著重研究無刷直流電機(jī)的硬件電路,以TMS320F28335電機(jī)專用控制芯片為主控制器,輔之以轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路、保護(hù)電路和輔助電源等外圍電路,使無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)合理、易于實(shí)現(xiàn)和控制穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。完成電路設(shè)計(jì)之后,在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬礦用無刷直流電機(jī)車的運(yùn)行環(huán)境,設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min,經(jīng)示波器測(cè)量得到功率開關(guān)管脈沖信號(hào)波形和相電壓波形,并分析其合理性；之后,通過設(shè)計(jì)主程序、中斷子程序、A/D與D/A子程序和液晶顯示子程序的軟件流程圖,最終實(shí)現(xiàn)無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在礦用電機(jī)車中具有可正、停、反轉(zhuǎn)運(yùn)行和頻繁加、減速的功能。最后,對(duì)全文進(jìn)行總結(jié),并設(shè)定了未來的研究方向和研究目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 礦用電機(jī)車 TMS320F28335 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè) 直接轉(zhuǎn)矩控制
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(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5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.1.1 課題研究背景12
• 1.1.2 課題研究的意義12-13
• 1.2 無刷直流電機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及其優(yōu)勢(shì)13-14
• 1.2.1 無刷直流電機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 無刷直流電機(jī)的優(yōu)勢(shì)13-14
• 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 2 無刷直流電機(jī)工作原理簡(jiǎn)介16-30
• 2.1 無刷直流電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)16-24
• 2.1.1 無刷直流電機(jī)本體17-19
• 2.1.2 功率驅(qū)動(dòng)方式19-24
• 2.2 無刷直流電機(jī)的基本工作原理24-26
• 2.3 無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型26-29
• 2.3.1 電壓平衡方程26-27
• 2.3.2 電磁轉(zhuǎn)矩方程27-28
• 2.3.3 運(yùn)動(dòng)方程及傳遞函數(shù)模型28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 直接轉(zhuǎn)矩控制策略及仿真30-40
• 3.1 PID調(diào)速策略30-31
• 3.2 DTC在無刷直流電機(jī)中的應(yīng)用31-36
• 3.2.1 DTC的基本工作原理31-32
• 3.2.2 DTC中的反電動(dòng)勢(shì)形狀函數(shù)法32-33
• 3.2.3 反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)檢測(cè)法33-35
• 3.2.4 電壓空間矢量35-36
• 3.3 BLDCM-DTC仿真建模與分析36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)40-54
• 4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案40-41
• 4.2 TMS320F28335主控制器41-42
• 4.2.1 主控制器的選型41-42
• 4.2.2 TMS320F28335簡(jiǎn)介42
• 4.3 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)單元設(shè)計(jì)42-46
• 4.3.1 位置傳感器在無刷直流電機(jī)中的安裝位置43
• 4.3.2 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)43-46
• 4.4 保護(hù)電路設(shè)計(jì)46-47
• 4.4.1 過壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)46-47
• 4.4.2 過流保護(hù)電路設(shè)計(jì)47
• 4.5 輔助電源的設(shè)計(jì)47-51
• 4.5.1 反激式開關(guān)電源的基本工作原理47-48
• 4.5.2 EMI濾波器的簡(jiǎn)介48-49
• 4.5.3 漏極鉗位保護(hù)電路的簡(jiǎn)介49-50
• 4.5.4 反饋電路的研制50-51
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與分析51-53
• 4.7 本章小結(jié)53-54
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54-60
• 5.1 主電路程序設(shè)計(jì)54-55
• 5.2 定時(shí)中斷子程序設(shè)計(jì)55-56
• 5.3 A/D與D/A子程序設(shè)計(jì)56-57
• 5.4 液晶顯示子程序設(shè)計(jì)57-58
• 5.5 本章小結(jié)58-60
• 6 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-70
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果70-72
• 附錄：無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)圖72

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1 邱建琪,史涔n，

本文編號(hào)：434122