本文選題：BLDCM + 無位置傳感器�。� 參考：《西安科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：無刷直流電機(jī)(Brushless DC Motor,BLDCM)因其結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)速性能好、運(yùn)行可靠,在家電、電動(dòng)車和工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。BLDCM無位置傳感器控制省略了位置傳感器,避免了位置傳感器安裝使用帶來的不利影響,因此受到人們的極大關(guān)注。本文以電動(dòng)三輪車用BLDCM為被控對象,對BLDCM無位置傳感器控制系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究。本文首先對BLDCM的組成結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行研究,且推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)模型。并對BLDCM的機(jī)械特性和調(diào)速特性進(jìn)行研究與分析,為后續(xù)BLDCM無位置傳感器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。其次,針對電動(dòng)車負(fù)載大小的不確定性,對于不同轉(zhuǎn)速下反電勢過零點(diǎn)產(chǎn)生的移相問題,通過理論分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,得出了補(bǔ)償角的擬合曲線,有效提高了轉(zhuǎn)子檢測的精度。針對BLDCM無位置傳感器控制系統(tǒng)在靜止或低速時(shí)啟動(dòng)困難的問題,通過轉(zhuǎn)子二次定位方式,提高轉(zhuǎn)子位置定位的準(zhǔn)確性;采用軟件升頻升壓方式使電機(jī)外同步加速,不依賴硬件電路,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)帶負(fù)載啟動(dòng)能力的提升,啟動(dòng)過程中實(shí)時(shí)檢測電流大小,避免因長時(shí)間通過大電流而損壞系統(tǒng);電機(jī)啟動(dòng)過程中檢測反電勢過零點(diǎn)信號,當(dāng)連續(xù)k次檢測到反電勢過零點(diǎn)信號,系統(tǒng)由外同步加速切換到自同步運(yùn)行狀態(tài)。針對BLDCM換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)問題,設(shè)計(jì)了一種基于Cuk變換電路的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法,根據(jù)Cuk變換電路升降壓的特點(diǎn),改變母線電壓大小,從而抑制換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。最后,采用LabVIEW建立了 BLDCM無位置傳感器控制系統(tǒng)仿真模型,驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。通過設(shè)計(jì)無位置傳感器控制系統(tǒng)硬件電路和軟件功能模塊,搭建了電動(dòng)三輪車控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的復(fù)合式啟動(dòng)方法和反電勢過零點(diǎn)移相補(bǔ)償方法的可行性和合理性。
[Abstract]:Brushless DC Motor BLDCM (Brushless DC Motor) is widely used in household appliances, electric vehicles and industry because of its simple structure, good speed regulation and reliable operation. Avoid the adverse effect of position sensor installation and use, so people pay great attention to it. In this paper, the position sensorless control system of BLDCM for electric tricycle is analyzed and studied. In this paper, the composition and working principle of BLDCM are studied, and its mathematical model is derived. The mechanical characteristics and speed regulation characteristics of BLDCM are studied and analyzed, which lays a theoretical foundation for the design of the subsequent BLDCM position sensorless control system. Secondly, aiming at the uncertainty of the load size of electric vehicle, the phase shift problem caused by the zero crossing point of reverse EMF at different speed is analyzed and verified by theory and experiment, and the fitting curve of compensation angle is obtained, which effectively improves the precision of rotor detection. In view of the difficulty of BLDCM position sensorless control system starting at rest or at low speed, the accuracy of rotor position location is improved by means of secondary rotor positioning mode, and the external synchronous acceleration of motor is made by using the method of increasing frequency and voltage by software. Independent of the hardware circuit, it can improve the starting ability of the motor with load, detect the current size in real time during the starting process, avoid damaging the system through the large current for a long time, detect the zero crossing signal of the back EMF in the starting process of the motor. When the backEMF zero-crossing signal is detected continuously for k times, the system changes from external synchronization to self-synchronous operation. Aiming at the problem of commutation torque ripple of BLDCM, a torque ripple suppression method based on Cuk transform circuit is designed. According to the characteristic of Cuk transform circuit, the voltage of bus is changed to restrain commutation torque ripple. Finally, the simulation model of BLDCM sensorless control system is established by using LabVIEW, which verifies the feasibility of the system. By designing the hardware circuit and software function module of the sensorless control system, the experimental platform of the electric tricycle control system is built, and the experimental test is carried out. The experimental results verify the feasibility and rationality of the compound starting method and the inverse EMF phase shift compensation method designed in this paper.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM33;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1855797