本文關(guān)鍵詞：無刷直流電機全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,無位置傳感器控制技術(shù)憑借其自身的技術(shù)優(yōu)勢和突出的性能在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。但是當(dāng)前的無位置傳感器控制算法存在調(diào)速范圍不夠?qū)挼奶攸c,不能適應(yīng)電機在低速和高速狀態(tài)下的穩(wěn)定運行。因此,設(shè)計一個全范圍調(diào)速控制系統(tǒng),對于拓寬電機的調(diào)速范圍具有重要的意義�；诖�,本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個無刷直流電機全范圍調(diào)速控制系統(tǒng),該全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)是基于Nuvoton Mini51平臺的。本文將全范圍調(diào)速控制算法分為低速階段啟動算法和中高速階段位置檢測算法,對傳統(tǒng)算法主要做出兩處改進：采用檢測脈沖注入法,保障了啟動的閉環(huán)運行,解決了傳統(tǒng)低速階段啟動算法存在的電轉(zhuǎn)速不夠低和啟動不穩(wěn)定的問題；采用基于比較器實現(xiàn)的反電動勢過零檢測法,提高了反電動勢過零信號的采樣速率,解決了傳統(tǒng)中高速階段位置檢測算法存在的中高速運行不穩(wěn)定的問題。通過Matlab對改進的控制算法進行建模仿真,分析并驗證了全范圍調(diào)速控制算法的合理性和可行性。最后,對本文設(shè)計的全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)進行軟硬件設(shè)計以及指標(biāo)測試。測試結(jié)果表明：低速啟動穩(wěn)定性好,成功率超過95%；低速平穩(wěn)運行的最低電速度低于15Hz;中高速運行平穩(wěn)且最高電轉(zhuǎn)速高于200,000rpm,基本滿足設(shè)計指標(biāo)。本文設(shè)計的全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)可以適用多種電機全范圍調(diào)速,并對工業(yè)自動化、交通工具和家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的實用價值。
【關(guān)鍵詞】：無位置傳感器 無刷直流電機 全范圍 啟動 反電勢法
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM33;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景與意義10
• 1.2 無刷直流電機控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 無刷直流電機的低速階段啟動方法11-12
• 1.2.2 無刷直流電機的中高速階段位置檢測方法12-14
• 1.3 研究內(nèi)容與設(shè)計指標(biāo)14-15
• 1.3.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 設(shè)計指標(biāo)15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)15-18
• 第二章 無刷直流電機系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)及工作原理18-30
• 2.1 無刷直流電機的系統(tǒng)框圖18-20
• 2.1.1 無刷直流電機本體18-19
• 2.1.2 轉(zhuǎn)子位置檢測電路19
• 2.1.3 電子換相電路19-20
• 2.2 無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.2.1 電壓方程20-21
• 2.2.2 反電動勢方程21-22
• 2.2.3 轉(zhuǎn)矩方程22
• 2.2.4 機械運動方程22
• 2.3 無刷直流電機的工作原理22-28
• 2.3.1 無刷直流電機的運行原理22-25
• 2.3.2 無刷直流電機的調(diào)速原理25-28
• 2.4 調(diào)速控制系統(tǒng)當(dāng)前存在的問題28-29
• 2.4.1 低速啟動階段的方法28
• 2.4.2 中高速位置檢測階段的方法28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 BLDCM全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)方案設(shè)計30-50
• 3.1 BLDCM全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)低速階段的算法分析30-38
• 3.1.1 轉(zhuǎn)子預(yù)定位方法30-31
• 3.1.2 三段式啟動方法31-33
• 3.1.3 改進后低速階段的啟動算法33-38
• 3.2 BLDCM全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)中高速階段的算法分析38-44
• 3.2.1 定子三次諧波檢測法38-39
• 3.2.2 傳統(tǒng)的反電動勢過零檢測法39-42
• 3.2.3 改進后中高速階段的反電動勢過零檢測法42-44
• 3.3 改進算法的建模與仿真44-48
• 3.3.1 低速階段啟動算法的建模與仿真44-46
• 3.3.2 中高速階段反電動勢過零檢測法的建模與仿真46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 BLDCM全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)50-68
• 4.1 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)50-52
• 4.1.1 系統(tǒng)硬件框架50-51
• 4.1.2 系統(tǒng)工作流程51-52
• 4.2 BLDCM全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計52-58
• 4.2.1 電源模塊52
• 4.2.2 逆變模塊52-53
• 4.2.3 驅(qū)動電路模塊53-56
• 4.2.4 全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)低速啟動階段的電路56-57
• 4.2.5 全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)中高速階段的位置檢測電路57-58
• 4.3 BLDCM全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)的PCB實現(xiàn)58-60
• 4.4 BLDCM全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計60-66
• 4.4.1 全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)的軟件流程圖60-61
• 4.4.2 低速啟動階段的算法實現(xiàn)61-63
• 4.4.3 中高速轉(zhuǎn)子位置檢測階段的算法實現(xiàn)63-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 第五章 系統(tǒng)的調(diào)試過程及結(jié)果68-78
• 5.1 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)68-69
• 5.1.1 硬件調(diào)試68-69
• 5.1.2 軟件調(diào)試69
• 5.2 實驗及結(jié)果分析69-77
• 5.2.1 搭建測試環(huán)境69-71
• 5.2.2 低速啟動測試71-73
• 5.2.3 高速穩(wěn)定運行的最高電轉(zhuǎn)速測試73-75
• 5.2.4 全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)的運行效率測試75-77
• 5.2.5 測試結(jié)果對比分析77
• 5.3 本章小結(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 總結(jié)78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-86
• 研究生期間發(fā)表的論文及成果86-88
• 附錄88

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 武凱迪;袁登科;;無位置傳感器無刷直流電機啟動方法研究[J];機電一體化;2014年11期

2 周美蘭;高肇明;吳曉剛;李志;;五種PWM方式對直流無刷電機系統(tǒng)換相轉(zhuǎn)矩脈動的影響[J];電機與控制學(xué)報;2013年07期

3 林明耀;劉文勇;周谷慶;;無位置傳感器無刷直流電機短時脈沖定位加速方法[J];電工技術(shù)學(xué)報;2011年09期

4 秦虹;楊杰;;高頻電壓脈沖注入法檢測BLDCM轉(zhuǎn)子位置研究[J];微電機;2009年08期

5 楊燕;焦振宏;王崇武;袁林興;;PWM調(diào)制方式對無刷直流電動機反電勢電流的影響[J];微電機(伺服技術(shù));2006年03期

6 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

7 張相軍,陳伯時;無刷直流電機控制系統(tǒng)中PWM調(diào)制方式對換相轉(zhuǎn)矩脈動的影響[J];電機與控制學(xué)報;2003年02期

8 吳定會,紀(jì)志成,沈艷霞,董富紅;定子三次諧波法在無刷直流電動機中的應(yīng)用[J];微特電機;2003年03期

9 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

10 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

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黃鑫;無位置傳感器無刷直流電機啟動控制研究[D];華南理工大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：無刷直流電機全范圍調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：497522