本文關(guān)鍵詞：無刷直流啟動系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：無刷直流電機既具備交流電機的結(jié)構(gòu)簡單、功率密度大、運行可靠、維護方便和效率高等優(yōu)點,又具備直流電機調(diào)速性能好、啟動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點,在小型飛行器能量轉(zhuǎn)換裝置中首選為起動/發(fā)電機。傳統(tǒng)的無刷直流電機使用傳感器來檢測轉(zhuǎn)子的位置,而在一些特殊的環(huán)境中影響到其可靠性,如液體、高溫、腐蝕等環(huán)境。本論文研究無刷直流電機起動器無位置傳感器控制技術(shù),使無刷直流電機應(yīng)用領(lǐng)域得到進一步拓展。論文介紹了無刷直流電機的驅(qū)動原理,結(jié)合主電路分析其開關(guān)控制邏輯,給出其數(shù)學模型,建立起基于S函數(shù)的無刷直流電機控制系統(tǒng)仿真模型,在Matlab/Simulink環(huán)境下進行仿真。論文研究了針對小型飛行器啟動的無位置傳感器無刷直流電機“三段式”啟動算法。初始啟動時按照設(shè)定程序的觸發(fā)順序轉(zhuǎn)動電機,定位當前轉(zhuǎn)子的位置；后進行第二階段的加速啟動,逐步提高外部頻率,達到最低反電勢占空比值時,切換到反電勢運行。硬件控制器由dsPIC30F4012作為主控芯片,設(shè)計了結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)的硬件電路。芯片采樣端電壓并在軟件里實施反電勢濾波算法,減少了對硬件的依賴,利用軟件算法實現(xiàn)數(shù)字濾波、定時換向和調(diào)速。論文詳細分析了反電勢過零點控制算法,設(shè)計了基于擇多函數(shù)的數(shù)字濾波器,通過軟件消除虛假過零點,計算30。電角度延時和軟件濾波帶來的延時,避免超前或滯后換向。最后搭建了無位置傳感器無刷直流啟動實驗平臺,進行軟硬件聯(lián)調(diào),在MPLAB IDE集成開發(fā)環(huán)境下完成了軟件的調(diào)試。經(jīng)實驗證明了軟件算法的正確性和控制系統(tǒng)運行的可行性,實現(xiàn)了無刷直流電機無傳感器啟動。
【關(guān)鍵詞】：起動/發(fā)電系統(tǒng) 無位置控制 擇多函數(shù)濾波器 反電勢法
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題背景8
• 1.2 起動/發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計概述8-11
• 1.2.1 電機方案選擇8-9
• 1.2.2 低壓無刷直流發(fā)電系統(tǒng)的組成9-11
• 1.3 微噴發(fā)動機啟動技術(shù)概述11-13
• 1.3.1 發(fā)動機工作原理12
• 1.3.2 發(fā)動機啟動方式12
• 1.3.3 發(fā)動機啟動過程12-13
• 1.4 論文研究工作內(nèi)容與章節(jié)概要13-14
• 第二章 無刷直流電機驅(qū)動原理與仿真14-26
• 2.1 前言14-15
• 2.2 無刷直流電機驅(qū)動方法15-18
• 2.2.1 方波電流驅(qū)動15-16
• 2.2.2 正弦波電流驅(qū)動16-17
• 2.2.3 方波電流驅(qū)動與正弦波電流驅(qū)動比較17-18
• 2.3 無刷直流電機的工作原理18-19
• 2.4 無刷直流電機的數(shù)學模型19-21
• 2.4.1 電壓、電流平衡方程19-20
• 2.4.2 反電動勢分析20-21
• 2.4.3 轉(zhuǎn)矩方程和運動特性分析21
• 2.5 基于S函數(shù)的無刷直流電機建模與仿真21-25
• 2.5.1 控制系統(tǒng)Simulink模塊搭建21-24
• 2.5.2 仿真結(jié)果24-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 無刷直流啟動系統(tǒng)硬件設(shè)計26-36
• 3.1 控制器硬件總體設(shè)計方案26
• 3.2 主控芯片及其模塊設(shè)計26-30
• 3.2.1 芯片資源與外圍接口設(shè)計26-27
• 3.2.2 dsPIC30F4012產(chǎn)生PWM信號27-29
• 3.2.3 模擬量采樣單元29-30
• 3.3 主功率及驅(qū)動電路30-32
• 3.3.1 主功率電路30-31
• 3.3.2 驅(qū)動逆變電路31-32
• 3.4 檢測與保護電路設(shè)計32-35
• 3.4.1 反電勢檢測電路32-34
• 3.4.2 母線電流檢測與過流保護34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 無刷直流啟動系統(tǒng)軟件設(shè)計36-50
• 4.1 引言36
• 4.2 控制算法研究36-44
• 4.2.1 無刷直流電機啟動算法研究36-37
• 4.2.2 反電勢算法研究37-38
• 4.2.3 數(shù)字濾波器算法研究38-42
• 4.2.4 閉環(huán)控制算法研究42-44
• 4.3 控制軟件設(shè)計44-49
• 4.3.1 開發(fā)環(huán)境簡介44-46
• 4.3.2 主程序與初始化程序46
• 4.3.3 啟動加速程序46-47
• 4.3.4 反電勢過零點控制程序設(shè)計47-48
• 4.3.5 換向延時控制程序設(shè)計48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第五章 實驗結(jié)果及分析50-55
• 5.1 實驗控制系統(tǒng)組成50-51
• 5.2 無刷直流電機無位置啟動實驗51-52
• 5.3 無刷直流電機無位置換向?qū)嶒?/span>52-53
• 5.4 系統(tǒng)穩(wěn)定運行分析53
• 5.5 本章小結(jié)53-55
• 第六章 總結(jié)與展望55-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60

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1 邱建琪,史涔n，

本文編號：1009257