本文關(guān)鍵詞：永磁直流電機(jī)綜合測試平臺及轉(zhuǎn)子位置辨識方法研究

  更多相關(guān)文章： 永磁直流電機(jī) 測試平臺 轉(zhuǎn)子位置 LabVIEW 反電勢

【摘要】：由于具有功率密度高、效率高、控制性能穩(wěn)定、扭矩輸出大等優(yōu)點(diǎn),永磁直流電機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。電機(jī)性能測試、故障參數(shù)的檢測、無位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置檢測方法對于永磁電機(jī)控制方法的改進(jìn)、控制性能的驗(yàn)證,以及容錯(cuò)控制方法的研究具有重要的價(jià)值。本文利用LabVIEW、USB數(shù)據(jù)采集卡和各種傳感器研制了永磁直流電機(jī)綜合測試平臺,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、電流、噪聲、振動(dòng)、電壓等信號的采集和頻譜分析,同時(shí)利用反電勢過零檢測的方法辨識了轉(zhuǎn)子位置信號。具體研究內(nèi)容如下:在對傳統(tǒng)的反電動(dòng)勢過零檢測辨識轉(zhuǎn)子位置方法分析的基礎(chǔ)上,提出了一種利用線間反電動(dòng)勢過零原理來對轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行估算的新方法。利用Matlab對新的算法進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了方法的正確性和可行性。設(shè)計(jì)了電流信號采集模塊,再連接加速度振動(dòng)傳感器、聲音傳感器、扭矩傳感器和USB5935數(shù)據(jù)采集卡,搭建了電機(jī)的綜合測試平臺硬件。利用LabVIEW的各種模塊功能對信號采集系統(tǒng)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)各參數(shù)量的采集、濾波、分析、曲線擬合和轉(zhuǎn)子位置辨識的功能。最后完成了永磁直流電機(jī)的電樞電流、振動(dòng)、噪聲、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、反電勢信號進(jìn)行實(shí)時(shí)在線采集,對相關(guān)信號進(jìn)行時(shí)域分析和頻域分析,并利用反電勢估算轉(zhuǎn)子位置信號,與霍爾信號進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了平臺和算法的可行性。仿真分析和試驗(yàn)表明,利用數(shù)據(jù)采集卡、傳感器等硬件,利用LabVIEW和線間反電動(dòng)勢過零原理編寫的采集系統(tǒng),能夠方便、高效地對永磁直流電機(jī)的性能進(jìn)行在線檢測,準(zhǔn)確辨識轉(zhuǎn)子位置,為將來的電動(dòng)汽車電機(jī)控制和診斷系統(tǒng)提供服務(wù)。
【關(guān)鍵詞】：永磁直流電機(jī) 測試平臺 轉(zhuǎn)子位置 LabVIEW 反電勢
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究目的及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外電機(jī)測試平臺的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 國內(nèi)外轉(zhuǎn)子位置辨識的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.4 本論文工作概述14-16
• 第2章 永磁直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及特性分析16-23
• 2.1 永磁直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2 永磁直流電機(jī)的特性分析17-21
• 2.2.1 永磁直流電機(jī)相電流分析17-18
• 2.2.2 永磁直流電機(jī)的振動(dòng)機(jī)理分析18-19
• 2.2.3 電機(jī)噪聲機(jī)理分析19-20
• 2.2.4 永磁直流電機(jī)工作特性分析20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-23
• 第3章 永磁直流電機(jī)測試平臺的硬件設(shè)計(jì)23-33
• 3.1 平臺的硬件選擇及設(shè)計(jì)方案24-32
• 3.1.1 數(shù)據(jù)采集卡的選擇24-27
• 3.1.2 電流信號采集模塊27-28
• 3.1.3 反電勢信號采集模塊28-29
• 3.1.4 振動(dòng)傳感器的選擇29-30
• 3.1.5 噪聲信號的采集30
• 3.1.6 轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩信號的采集30-32
• 3.2 本章小結(jié)32-33
• 第4章 測試平臺中的關(guān)鍵技術(shù)及算法研究33-45
• 4.1 信號的時(shí)域分析33-34
• 4.2 信號的頻域分析34-35
• 4.3 最小二乘法在曲線擬合中的應(yīng)用35-36
• 4.4 線間反電動(dòng)勢檢測無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置方法36-44
• 4.4.1 線間反電勢過零檢測原理36-39
• 4.4.2 改進(jìn)的線間反電勢檢測方法的Matlab仿真分析39-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第5章 永磁直流電機(jī)測試平臺的軟件設(shè)計(jì)45-57
• 5.1 Lab VIEW軟件概述及應(yīng)用45-46
• 5.1.1 虛擬儀器技術(shù)在電機(jī)測試平臺的應(yīng)用45
• 5.1.2 軟件開發(fā)環(huán)境Lab VIEW45-46
• 5.2 系統(tǒng)測量單元的軟件設(shè)計(jì)46-56
• 5.2.1 數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)46-49
• 5.2.2 電流有效值模塊設(shè)計(jì)49-50
• 5.2.3 IIR數(shù)字濾波器模塊50-51
• 5.2.4 轉(zhuǎn)子位置信號辨識模塊51-53
• 5.2.5 轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速的測量模塊53-54
• 5.2.6 曲線擬合模塊54
• 5.2.7 噪聲采集模塊54-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 第6章 測試結(jié)果與分析57-77
• 6.1 測試內(nèi)容57
• 6.2 測試結(jié)果與分析57-75
• 6.2.1 相電流波形57-60
• 6.2.2 振動(dòng)波形60-63
• 6.2.3 噪聲波形63-64
• 6.2.4 轉(zhuǎn)矩特性曲線64-66
• 6.2.5 轉(zhuǎn)速特性曲線66-69
• 6.2.6 機(jī)械特性曲線69-71
• 6.2.7 霍爾信號波形與轉(zhuǎn)子位置信號波形71-75
• 6.3 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文85-87
• 致謝87

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本文編號：849168