本文關(guān)鍵詞：考慮IGBT特性的無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2011年

水下推進(jìn)無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制

魏延羽  

【摘要】：無刷直流電機(jī)具有高效率和高功率密度的特點(diǎn),適用于水下推進(jìn)裝置。為了檢測關(guān)鍵的轉(zhuǎn)子位置信號,一般需在電機(jī)內(nèi)安裝霍爾傳感器。水下推進(jìn)裝置中空間有限,且對可靠性要求高,而安裝霍爾傳感器不僅占用體積,而且需要從電機(jī)端部引出導(dǎo)線,帶來密封和可靠性問題。故無位置傳感器控制具有重要意義。水下推進(jìn)無刷直流電機(jī)系統(tǒng)一般采用蓄電池供電。受蓄電池輸出電壓限制,本文研究的無刷直流電機(jī)具有反電勢低和電流大的特點(diǎn),運(yùn)行時續(xù)流時間較長,存在反電勢過零淹沒現(xiàn)象,基于反電勢過零檢測的常規(guī)位置估算方法不能應(yīng)用。故研究減小續(xù)流時間的方法以及續(xù)流時間較長時的無位置傳感器控制具有重要意義。 首先,基于無刷直流電機(jī)系統(tǒng)的動態(tài)電路模型推導(dǎo)了電流的解析表達(dá)式,計(jì)算和分析了影響續(xù)流導(dǎo)通角的因素,研究了減小續(xù)流導(dǎo)通角的方法。為了精確計(jì)算續(xù)流導(dǎo)通角,對三相六態(tài)驅(qū)動方式下的動態(tài)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析,推導(dǎo)了續(xù)流狀態(tài)和兩相導(dǎo)通狀態(tài)下的電流解析表達(dá)式,獲得了求解續(xù)流導(dǎo)通角的方程。結(jié)合電流表達(dá)式中的參數(shù),分析了影響續(xù)流導(dǎo)通角的主要因素。提出了兩種減小續(xù)流導(dǎo)通角的方法,仿真結(jié)果表明利用改進(jìn)的變流器拓?fù)淠軌蛴行p小續(xù)流導(dǎo)通時間。 其次,針對續(xù)流時間較長造成無法直接檢測反電勢過零點(diǎn)的問題,提出了一種基于轉(zhuǎn)子磁鏈模型的磁鏈過零點(diǎn)估算方法。推導(dǎo)的磁鏈計(jì)算模型中采用了以虛擬中點(diǎn)(由電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造)為參考點(diǎn)的繞組端電壓,無需引出電機(jī)中線,而且計(jì)算磁鏈中不含三次諧波。分析了利用估算的三相磁鏈過零點(diǎn)控制逆變器的換相邏輯。為了獲得磁鏈模型中的電感參數(shù),利用有限元軟件計(jì)算了電機(jī)空載時的視在電感。通過Simulink仿真對本文提出的無位置傳感器控制方法進(jìn)行了驗(yàn)證。 第三,結(jié)合轉(zhuǎn)子磁鏈的實(shí)際計(jì)算過程,研究了磁鏈過零點(diǎn)的估算誤差。對磁鏈計(jì)算誤差的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析,結(jié)果表明電機(jī)電感變化是造成磁鏈計(jì)算誤差的主要原因。結(jié)合電機(jī)電樞反應(yīng)磁場的空間分布,分析了各電感分量受飽和影響的程度。針對本文研究的樣機(jī),利用Flux-Simulink聯(lián)合仿真研究了電感誤差對磁鏈過零點(diǎn)估算的影響。 最后,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于轉(zhuǎn)子磁鏈過零點(diǎn)估算的無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)。通過合理選擇電壓電流傳感器、驅(qū)動模塊和數(shù)字控制芯片,搭建了硬件系統(tǒng)。推導(dǎo)了磁鏈計(jì)算模型的離散化形式,設(shè)計(jì)了以實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速為參數(shù)的濾波環(huán)節(jié),利用加權(quán)平均思想設(shè)計(jì)了動態(tài)響應(yīng)較快的平均值測速模塊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文提出的無位置傳感器控制方法的有效性。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM33
【目錄】：

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李錫群,王志華;電機(jī)/推進(jìn)器一體化裝置(IMP)介紹[J];船電技術(shù);2003年02期

2 李錫群,王志華;無人水下航行器(UUV)技術(shù)綜述[J];船電技術(shù);2003年06期

3 張存山,范瑜;考慮IGBT特性的無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型[J];電工技術(shù)學(xué)報;2005年07期

4 花為;程明;;新型三相磁通切換型雙凸極永磁電機(jī)電感特性分析(英文)[J];電工技術(shù)學(xué)報;2007年11期

5 王世山;劉澤遠(yuǎn);鄧智泉;周愛民;;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)動、靜態(tài)電感耦合的數(shù)學(xué)擬合[J];電工技術(shù)學(xué)報;2007年12期

6 鄒繼斌;江善林;張洪亮;;一種新型的無位置傳感器無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測方法[J];電工技術(shù)學(xué)報;2009年04期

7 謝珺耀;于海波;;LEM電流傳感器的應(yīng)用探討[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2010年01期

8 趙凱華;電感系數(shù)的定義問題[J];大學(xué)物理;2001年02期

9 郝振洋;胡育文;黃文新;余文濤;李勇;;電力作動器中永磁容錯電機(jī)的電感和諧波分析[J];航空學(xué)報;2009年06期

10 馮培悌,舒振杰,鄭吉,陳西玉;永磁無刷直流電機(jī)的無位置傳感器控制技術(shù)[J];機(jī)電一體化;2001年05期

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張春,郭興眾;雙環(huán)模糊調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真研究[J];安徽工程科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年02期

2 劉春英;朱兵;;在負(fù)功率下四象限變頻器的DTC直接轉(zhuǎn)矩控制的應(yīng)用[J];安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年05期

3 汪小平;洪乃剛;范國偉;;電機(jī)和電力拖動控制系統(tǒng)課程虛擬實(shí)驗(yàn)的開發(fā)[J];安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版);2007年05期

4 韋韞;邵陸壽;;變量施藥系統(tǒng)電機(jī)調(diào)速的仿真研究[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2006年06期

5 周小群;交流變頻調(diào)速中的直流制動[J];安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報;2005年03期

6 楊興義;;變頻系統(tǒng)在風(fēng)機(jī)節(jié)能中的應(yīng)用[J];安慶科技;2004年02期

7 陳世軍;郭智生;江善和;;永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)的Matlab仿真研究[J];安慶師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年04期

8 翟光榮;;交流電機(jī)的定子繞組展開圖分析[J];安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2001年00期

9 喬志杰;程翠翠;;直流調(diào)速系統(tǒng)的模糊控制及仿真研究[J];安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2011年01期

10 王彥全;王海洋;劉繼廣;;智能化液體給定裝置電控系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方案[J];白城師范學(xué)院學(xué)報;2008年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡偉明;;基于STM32純電動汽車電驅(qū)控制研究[A];“2011西部汽車產(chǎn)業(yè)·學(xué)術(shù)論壇”暨四川省汽車工程學(xué)會四屆第九次學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

2 陳秀;劉勇夫;冀曉童;高揚(yáng);徐青;王輝;;基于起停式飛剪矢量控制系統(tǒng)的研究[A];2011年河北省冶金信息化自動化年會論文集[C];2011年

3 朱熀秋;李烽;潘偉;孫曉東;;無軸承異步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向控制研究[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

4 朱通;朱熀秋;孫永波;郝曉紅;;無軸承永磁薄片電機(jī)試驗(yàn)平臺及驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

5 王應(yīng)海;張好明;丁慎平;;永磁同步電動機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩觀測器數(shù)字化實(shí)現(xiàn)研究[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

6 龍建軍;吳百海;吳金萍;;基于功能原理的水下潛器模型參數(shù)辨識方法與實(shí)驗(yàn)估計(jì)[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

7 虞正民;顏文俊;包哲靜;;基于損耗模型和模糊搜索的異步電機(jī)最優(yōu)效率控制方法[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

8 熊華勝;嚴(yán)浙平;;水下機(jī)器人水動力系數(shù)估計(jì)及其在航向魯棒控制中的應(yīng)用[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

9 劉星橋;韓輝;鮑豐亮;;基于霍爾元件的永磁同步直線電機(jī)伺服控制系統(tǒng)[A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

10 潘海鵬;馮孝燕;蘇良瑤;;基于模糊PID復(fù)合前饋控制的電腦橫機(jī)定位控制系統(tǒng)[A];中國自動化學(xué)會控制理論專業(yè)委員會C卷[C];2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田峰敏;水下地形導(dǎo)航模型求解與導(dǎo)航區(qū)初選策略研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

2 毛宇峰;水下機(jī)器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及避障控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

3 許愛德;開關(guān)磁阻電機(jī)在船舶電力推進(jìn)中的應(yīng)用研究[D];大連海事大學(xué);2010年

4 高延增;超小型水下機(jī)器人關(guān)鍵性能提升技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2010年

5 王道涵;新型磁通切換型磁阻電機(jī)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與控制研究[D];山東大學(xué);2010年

6 黃豪彩;深海氣密采水系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其海試[D];浙江大學(xué);2010年

7 林龍信;仿生水下機(jī)器人的增強(qiáng)學(xué)習(xí)控制方法研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

8 邢軍強(qiáng);高速永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子損耗及通風(fēng)散熱研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

9 趙國新;變頻電源供電永磁同步電動機(jī)幾個關(guān)鍵技術(shù)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

10 張建國;雙離合器式自動變速器控制品質(zhì)評價與優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 凌剛;基于DSP+FPGA的永磁同步電動機(jī)伺服驅(qū)動器研究[D];安徽工程大學(xué);2010年

2 汪步云;水下作業(yè)機(jī)械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大學(xué);2010年

3 張志華;弧形直線電機(jī)伸縮門及其控制研究[D];河南理工大學(xué);2010年

4 于張喜;立式刨切機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化[D];山東科技大學(xué);2010年

5 蘇靜;短路限流器在礦山供電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];山東科技大學(xué);2010年

6 高圓圓;基于FPGA的跑步機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D];山東科技大學(xué);2010年

7 翟清震;電流型Z源逆變器主電路控制策略研究[D];山東科技大學(xué);2010年

8 魏光宇;二維轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)[D];長春理工大學(xué);2010年

9 李文博;兆瓦級風(fēng)機(jī)變槳系統(tǒng)研究[D];鄭州大學(xué);2010年

10 王瑞玲;無刷直流電動機(jī)調(diào)速算法及起動電路研究[D];鄭州大學(xué);2010年

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王惠文;孟潔;;多元線性回歸的預(yù)測建模方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2007年04期

2 李錫群,王志華;電機(jī)/推進(jìn)器一體化裝置(IMP)介紹[J];船電技術(shù);2003年02期

3 馬偉明;電力集成技術(shù)[J];電工技術(shù)學(xué)報;2005年01期

4 花為;程明;D.Howe;;新型兩相磁通切換型雙凸極永磁電機(jī)的靜態(tài)特性研究(英文)[J];電工技術(shù)學(xué)報;2006年06期

5 王世山;劉澤遠(yuǎn);鄧智泉;周愛民;;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)動、靜態(tài)電感耦合的數(shù)學(xué)擬合[J];電工技術(shù)學(xué)報;2007年12期

6 薛山;溫旭輝;王又瓏;;多相永磁同步電機(jī)多維控制技術(shù)[J];電工技術(shù)學(xué)報;2008年09期

7 黃進(jìn);P對極n相對稱系統(tǒng)的變換理論[J];電工技術(shù)學(xué)報;1995年01期

8 莊朝暉,熊有倫,馬挺;多相感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)——回顧、現(xiàn)狀及展望[J];電氣傳動;2001年02期

9 安躍軍;王韶華;孟昭軍;孫昌志;王鵬;;水下機(jī)器人用永磁推進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)混沌控制[J];電氣技術(shù);2009年03期

10 顏家壬;求三維導(dǎo)體自感系數(shù)的另一方法[J];大學(xué)物理;1984年10期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張媛;無軸承開關(guān)磁阻電機(jī)控制策略研究與實(shí)現(xiàn)[D];南京航空航天大學(xué);2005年

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 賀燦花,楊向宇;無刷直流電機(jī)無位置傳感器的檢測方法[J];電機(jī)電器技術(shù);2005年02期

2 李智,劉錫成;BLDCM位置伺服系統(tǒng)的模糊滑�？刂芠J];航空計(jì)算技術(shù);2005年02期

3 牛百齊;變頻空調(diào)中的無傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)[J];自動化與儀器儀表;2005年05期

4 譚建成;;采用TB9060FN的無刷直流電機(jī)無傳感器控制系統(tǒng)[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2006年02期

5 秦國平;姚維;章瑋;;基于LIN總線的車用無刷直流電機(jī)控制器設(shè)計(jì)[J];汽車工程;2006年06期

6 劉軍;李天舒;;無刷直流電機(jī)的反電勢法研究[J];日用電器;2006年08期

7 陳永軍;黃聲華;翁惠輝;李俊杰;;基于dsPIC的無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)方案[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2006年08期

8 凌禹;張同莊;;一種新型直流電機(jī)的理論研究[J];防爆電機(jī);2007年02期

9 楊影;陶生桂;;基于磁鏈函數(shù)的無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測法研究[J];變流技術(shù)與電力牽引;2007年03期

10 周杰;侯燕;;無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法綜述[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2007年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊霞;張楊;李卓;;無刷直流電機(jī)雙�？刂破鞯膶�(shí)現(xiàn)[A];第十六屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會論文摘要集[C];2011年

2 趙犇;馬瑞卿;徐翠珠;;一種半橋式無刷直流電機(jī)供電電源設(shè)計(jì)[A];第十五屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會論文摘要集[C];2010年

3 左智勇;詹益清;謝科;胡奎佑;郭勝金;;無刷直流電機(jī)在BFT130/5鏜床中的應(yīng)用[A];第11屆全國電氣自動化電控系統(tǒng)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

4 董敢;董桂巖;孔麗萍;;一種高精度無刷電機(jī)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];中國計(jì)量協(xié)會冶金分會2011年會論文集[C];2011年

5 貢俊;邵煥清;盛曉蘭;;無刷直流電機(jī)的典型應(yīng)用[A];'2001第六屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會論文集[C];2001年

6 何進(jìn)進(jìn);何志琴;;無刷直流電機(jī)的模糊PID控制算法研究[A];2010年西南三省一市自動化與儀器儀表學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

7 張冉;王秀和;朱長青;;基于數(shù)字信號控制器的無刷直流電機(jī)控制器[A];第八屆全國永磁電機(jī)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

8 蔣治平;楊瑞清;;霍爾元件的電路設(shè)計(jì)[A];第十六屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會論文摘要集[C];2011年

9 張相軍;陳伯時;;無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù)及影響其性能的幾個問題[A];中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會五屆三次理事會議暨學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2001年

10 顧偉光;章躍進(jìn);黃蘇融;;提高無刷直流電機(jī)PWM調(diào)制頻率極限的方法[A];第七屆中國小電機(jī)技術(shù)研討會論文集[C];2002年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 天津 潘旗;[N];電子報;2004年

2 付文;[N];中國工業(yè)報;2009年

3 記者 賈超時　時陽 馬玉龍;[N];大慶日報;2009年

4 本報記者 李飛　邵晶巖;[N];黑龍江日報;2010年

5 本報記者 羅兵;[N];中國質(zhì)量報;2009年

6 李平 馮麗;[N];經(jīng)理日報;2003年

7 天津 潘旗;[N];電子報;2004年

8 記者 馬曉寧;[N];大慶日報;2008年

9 安文;[N];中國機(jī)電日報;2000年

10 中國電器工業(yè)協(xié)會微電機(jī)分會　牒正;[N];中國機(jī)電日報;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李志強(qiáng);無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制及四開關(guān)逆變器控制研究[D];天津大學(xué);2009年

2 李自成;無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

3 王迎發(fā);無刷直流電機(jī)換相轉(zhuǎn)矩波動抑制與無位置傳感器控制研究[D];天津大學(xué);2012年

4 韋鯤;永磁無刷直流電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩脈動抑制技術(shù)的研究[D];浙江大學(xué);2005年

5 張存山;永磁無刷牽引電機(jī)電磁性能研究[D];北京交通大學(xué);2006年

6 胡慶波;混合動力汽車驅(qū)動的電功率管理研究[D];浙江大學(xué);2007年

7 張曉峰;小型混合動力車中電力驅(qū)動裝置的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2009年

8 趙國柱;電動汽車再生制動若干關(guān)鍵問題研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

9 劉軍;永磁電動機(jī)控制系統(tǒng)若干問題的研究[D];華東理工大學(xué);2010年

10 汪昱;永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)結(jié)構(gòu)與控制的研究[D];浙江大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 逄棟;基于GPRS的無刷直流電機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[D];江蘇大學(xué);2010年

2 宋杰;無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制的研究[D];西南大學(xué);2011年

3 李運(yùn)德;無刷直流電機(jī)控制策略的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

4 陶澤安;無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究[D];湖南大學(xué);2010年

5 趙思聰;無載無刷直流電機(jī)控制策略的研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

6 賈文娜;無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的頻域辨識[D];上海交通大學(xué);2010年

7 金麗娜;基于LabVIEW的無刷直流電機(jī)智能控制研究[D];大連海事大學(xué);2010年

8 高敏;電機(jī)控制在衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2011年

9 王國偉;基于DSP2812的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];安徽大學(xué);2010年

10 朱玲;基于DSP的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：考慮IGBT特性的無刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：177239