【摘要】：隨著科技的發(fā)展,人們對直流電機的要求不斷提高,已不滿足于傳統(tǒng)的無刷直流電機在工業(yè)實際應(yīng)用中存在的各種弊端。無傳感器無刷直流電機利用間接測量轉(zhuǎn)子位置的方法取代了利用傳感器檢測的方法,可以有效地解決傳感器給系統(tǒng)帶來的諸多問題,因此對其控制系統(tǒng)的研究具有十分重要的意義。本課題主要針對小型無感無刷直流電機進行研究,闡述了無傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)勢,對現(xiàn)有的無感控制原理,包括轉(zhuǎn)子位置檢測、啟動方案等進行了深入的研究,著重分析了反電動勢過零檢測法的基本原理以及在位置檢測和電機換相過程中的實際應(yīng)用,設(shè)計了以Atmega8為控制核心的無感無刷直流電機控制系統(tǒng)。論文首先介紹了無感無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)和運行原理,并構(gòu)建出其數(shù)學(xué)模型。其次從轉(zhuǎn)子位置檢測方法、電機啟動方案以及PWM調(diào)制方式三個方面介紹了國內(nèi)外現(xiàn)有電機控制方案,通過對比確定了本文論所需用到的控制方法。隨后進行了系統(tǒng)硬件設(shè)計,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、電流檢測電路以及通信模塊電路,在掌握了六臂全橋驅(qū)動原理的基礎(chǔ)上設(shè)計了驅(qū)動電路,并以反電動勢過零檢測法和換相原理為依據(jù)設(shè)計了反電勢檢測電路。之后進行了系統(tǒng)軟件設(shè)計,采用了模塊化的設(shè)計思想,用C語言編寫了電流電壓檢測模塊、定時器及PWM發(fā)生模塊、過零檢測與換相模塊、啟動模塊和通信模塊的相應(yīng)程序。最后,本論文對所設(shè)計的控制系統(tǒng)進行了實驗,得到了電機在運行中的波形。試驗結(jié)果達到了預(yù)期的效果,能夠使電機正常、平穩(wěn)的運行。
[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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM33;TP273

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王巍;潘松峰;;無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真[J];工業(yè)控制計算機;2011年09期

2 夏長亮;劉丹;王迎發(fā);張茂華;;基于模糊規(guī)則的無刷直流電機免疫PID控制[J];電工技術(shù)學(xué)報;2007年09期

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

4 夏長亮,郭培健,史婷娜,王明超;基于模糊遺傳算法的無刷直流電機自適應(yīng)控制[J];中國電機工程學(xué)報;2005年11期

5 韋鯤,任軍軍,張仲超;三次諧波檢測無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的研究[J];中國電機工程學(xué)報;2004年05期

6 陳劍,陸云波,魚振民;無刷直流電機驅(qū)動控制的3次諧波檢測法[J];微電機(伺服技術(shù));2002年05期

7 牛海清,謝運祥;無刷直流電動機及其控制技術(shù)的發(fā)展[J];微電機(伺服技術(shù));2002年05期

8 鄭吉,王學(xué)普;無刷直流電機控制技術(shù)綜述[J];微特電機;2002年03期

9 張相軍,陳伯時,朱平平,雷淮剛;直流無刷電機無位置傳感器控制中反電動勢過零檢測算法及其相位修正[J];電氣傳動;2001年02期

10 曲家騏;展望21世紀的無刷直流電動機[J];微特電機;1999年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 朱俊杰;無位置傳感器無刷直流電機關(guān)鍵控制技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2014年

2 李自成;無刷直流電機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 李志強;無刷直流電機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

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 宋吉慶;無刷直流電機無位置傳感器控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2013年

2 廖暉;一種無刷直流電機調(diào)制方法及驅(qū)動的研究[D];浙江大學(xué);2012年

3 黃兆;無刷直流電機轉(zhuǎn)矩脈動抑制研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

4 吳鵬坤;基于TMS320F2812的無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2011年

5 杜尊桐;基于DSP無刷直流電機智能控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];山東科技大學(xué);2011年

6 田小玲;無刷直流電機無位置傳感器控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];重慶大學(xué);2011年

7 李凡;基于FPGA的全數(shù)字無刷直流電機控制系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2010年

8 師爭光;基于反電勢過零檢測無刷直流電機控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];中南大學(xué);2009年

9 盛躍華;無傳感器直流無刷電機靜止起動控制研究[D];黑龍江大學(xué);2009年

10 楊明;基于導(dǎo)通角全速域控制無刷直流電機的仿真研究[D];大連交通大學(xué);2008年

，

本文編號：2193017