發(fā)布時(shí)間：2018-08-20 08:29

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,人們對(duì)直流電機(jī)的要求不斷提高,已不滿足于傳統(tǒng)的無(wú)刷直流電機(jī)在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中存在的各種弊端。無(wú)傳感器無(wú)刷直流電機(jī)利用間接測(cè)量轉(zhuǎn)子位置的方法取代了利用傳感器檢測(cè)的方法,可以有效地解決傳感器給系統(tǒng)帶來(lái)的諸多問(wèn)題,因此對(duì)其控制系統(tǒng)的研究具有十分重要的意義。本課題主要針對(duì)小型無(wú)感無(wú)刷直流電機(jī)進(jìn)行研究,闡述了無(wú)傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì),對(duì)現(xiàn)有的無(wú)感控制原理,包括轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)、啟動(dòng)方案等進(jìn)行了深入的研究,著重分析了反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零檢測(cè)法的基本原理以及在位置檢測(cè)和電機(jī)換相過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用,設(shè)計(jì)了以Atmega8為控制核心的無(wú)感無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)。論文首先介紹了無(wú)感無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,并構(gòu)建出其數(shù)學(xué)模型。其次從轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法、電機(jī)啟動(dòng)方案以及PWM調(diào)制方式三個(gè)方面介紹了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有電機(jī)控制方案,通過(guò)對(duì)比確定了本文論所需用到的控制方法。隨后進(jìn)行了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì),在明確了系統(tǒng)所需要的功能的基礎(chǔ)上,繪制了電壓檢測(cè)、電流檢測(cè)電路以及通信模塊電路,在掌握了六臂全橋驅(qū)動(dòng)原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路,并以反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零檢測(cè)法和換相原理為依據(jù)設(shè)計(jì)了反電勢(shì)檢測(cè)電路。之后進(jìn)行了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想,用C語(yǔ)言編寫(xiě)了電流電壓檢測(cè)模塊、定時(shí)器及PWM發(fā)生模塊、過(guò)零檢測(cè)與換相模塊、啟動(dòng)模塊和通信模塊的相應(yīng)程序。最后,本論文對(duì)所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),得到了電機(jī)在運(yùn)行中的波形。試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的效果,能夠使電機(jī)正常、平穩(wěn)的運(yùn)行。
[Abstract]:With the development of science and technology, the demand for DC motor is increasing, which is not satisfied with the disadvantages of traditional brushless DC motor in industrial application. Sensorless brushless DC motor uses indirect measurement of rotor position instead of sensor detection, which can effectively solve many problems brought by sensor to the system. Therefore, the study of its control system is of great significance. This paper mainly focuses on the research of small sensorless brushless DC motor, expounds the advantages of sensorless in industrial production, and makes a deep research on the existing sensorless control principle, including rotor position detection, starting scheme and so on. The basic principle of the zero-crossing detection method of backEMF and its practical application in position detection and motor commutation are analyzed emphatically. A brushless DC motor control system with Atmega8 as the control core is designed. This paper first introduces the basic structure and operation principle of sensorless brushless DC motor, and constructs its mathematical model. Secondly, this paper introduces the existing motor control schemes at home and abroad from three aspects: rotor position detection method, motor starting scheme and PWM modulation method, and determines the control methods used in this paper through comparison. Then the hardware design of the system is carried out. On the basis of defining the functions needed by the system, the voltage detection, current detection circuit and communication module circuit are drawn, and the driving circuit is designed on the basis of mastering the six-arm full-bridge driving principle. A reverse EMF detection circuit is designed based on the reverse EMF zero-crossing detection method and the commutation principle. After that, the system software is designed, the modular design idea is adopted, the current and voltage detecting module, timer and PWM generating module, zero crossing detection and commutation module, starting module and communication module are programmed with C language. Finally, the design of the control system is experimented and the waveform of the motor in operation is obtained. The test results have achieved the desired effect and can make the motor run normally and smoothly.
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM33;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2193017