本文關(guān)鍵詞：無位置傳感器的直流無刷電機控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：最近幾年中,直流無刷(BLDC)電機和它們的驅(qū)動器正快速的進入家用電器、HVAC行業(yè)、汽車電子等市場,BLDC電機具有高效率,運行噪音低,結(jié)構(gòu)緊湊,穩(wěn)定可靠以及維護成本低等優(yōu)點。BLDC電機一般用6步模式通過位置傳感器控制換相。為了降低驅(qū)動系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性,提出了無傳感器驅(qū)動技術(shù)。目前的無傳感器控制方法都是基于電機中點電壓的傳統(tǒng)的反電動勢檢測方法,這些方法對BLDC電機來說具有一定的缺陷,限制了電機的應(yīng)用。在本論文中,介紹了直接反電動勢檢測方法用于無傳感器BLDC電機的驅(qū)動,它不需要用電機中點電壓測量反電動勢。懸空的電機線圈的反電動勢可以在PWM_OFF時檢測到,因為在PWM_OFF期間電機端電壓和這個相的反電動勢成正比。另外,反電動勢電壓參考地,不會產(chǎn)生共模噪聲。因此,避免了開關(guān)噪聲和共模電壓。沒有信號衰減,反電動勢檢測也不需要濾波器。它比基于中點電壓的反電動勢檢測方法具有更好的性能,可以使電機以更低的成本實現(xiàn)更寬的調(diào)速范圍。使其在低速、低電壓和高電壓的應(yīng)用中的使用范圍更廣。此外,本文對無位置傳感器BLDC電機的基本結(jié)構(gòu)和原理進行了介紹,又分析了運行的基本原理包括啟動方法,控制策略,過零點檢測,在此基礎(chǔ)上建立數(shù)學模型。詳細介紹了無傳感器BLDC電機的控制技術(shù),并設(shè)計控制系統(tǒng)電路,包括電源電路、逆變器電路、模擬量采集、過零點檢測、過流保護等,并進行系統(tǒng)測試。
【關(guān)鍵詞】：直流無刷電機 傳感器 過零點 反電動勢
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM33;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 引言9-14
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 直流無刷電機的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 BLDC電機的發(fā)展10-11
• 1.2.2 BLDC電機控制技術(shù)的發(fā)展11
• 1.3 電機系統(tǒng)的應(yīng)用11-13
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容13-14
• 2 BLDC電機基本原理14-27
• 2.1 BLDC基礎(chǔ)知識14-18
• 2.1.1 BLDC電機結(jié)構(gòu)14-16
• 2.1.2 運行原理16-18
• 2.2 BLDC電機的無傳感器控制18-20
• 2.2.1 控制模式18-20
• 2.2.2 啟動過程20
• 2.3 BEMF20-22
• 2.4 過零點檢測22-23
• 2.5 數(shù)學模型23-26
• 2.6 本章總結(jié)26-27
• 3 無傳感器控制技術(shù)的研究27-41
• 3.1 電機啟動27-28
• 3.2 反電動勢檢測方法28-34
• 3.2.1 PWM OFF檢測方法28-31
• 3.2.2 PWM ON檢測方法31-34
• 3.3 用于低速、低電壓的電路34-37
• 3.3.1 偏置反電動勢信號34-35
• 3.3.2 用于低速的電路35-37
• 3.4 用于高壓的電路37-39
• 3.5 總結(jié)39-41
• 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計41-48
• 4.1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)41
• 4.2 主控芯片的選擇41-42
• 4.3 最小系統(tǒng)設(shè)計42
• 4.4 電源電路設(shè)計42-44
• 4.4.1 DC5V電源電路43
• 4.4.2 DC15V電源電路43
• 4.4.3 DC3.3V電源電路43-44
• 4.5 PWM輸出電路設(shè)計44
• 4.6 驅(qū)動電路設(shè)計44-45
• 4.7 電流采樣電路設(shè)計45-46
• 4.8 電壓采樣電路設(shè)計46-47
• 4.9 RS232接口電路設(shè)計47
• 4.10 本章小結(jié)47-48
• 5 實驗結(jié)果48-53
• 6 總結(jié)與展望53-54
• 6.1 總結(jié)53
• 6.2 展望53-54
• 參考文獻54-56
• 致謝56-57
• 個人簡歷57-58
• 攻讀碩士期間參加科研情況58

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本文編號：1024173