無刷直流電機換向關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、無刷直流電機不但體積小，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強。而且具有普通直流電機的良好的調(diào)速性能。因此在家用電器、航空航天、辦公自動化等方面有著廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的直流無刷電機(Brushless DC Motor，簡稱BLDC)需要霍爾信號提供轉(zhuǎn)子信息，但是霍爾信號會受到溫度磁場等的影響，這不僅增加了電機的體積和成本而且降低了系統(tǒng)的可靠性。因此無位置傳感器無刷直流電機的控制在近些年一直是研究的熱點。本論文圍繞無位置傳感器無刷直流電機控制進行較為系統(tǒng)和深

2、入的研究。
　　論文首先對無刷直流電機的發(fā)展歷程、無刷直流電機的位置檢測和起動的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述。在位置檢測中對反電動勢法、續(xù)流二極管法、電感法和狀態(tài)觀測器法的優(yōu)缺點進行了分析，同時對三段式起動、預(yù)定位起動、升頻升壓起動、短時檢測脈沖定位方法的優(yōu)缺點進行了討論。接著詳細分析了無刷直流電機的本體結(jié)構(gòu)、電子換向電路和位置檢測，同時分析了直流無刷電機的工作原理、相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和基本方程。然后對無刷直流電機的起動和反電動勢控制進行了詳細

3、的討論并提出本文采用的基于電感法優(yōu)化的起動方法和反電勢控制方法，并選用強大處理能力和豐富外設(shè)的dsPIC33FJMC204作為控制芯片，進行相應(yīng)的硬件電路設(shè)計和軟件控制設(shè)計。在硬件設(shè)計部分，主要論述了在逆變電路，反電動勢檢測電路，保護電路等模塊的電路設(shè)計的選擇方案和設(shè)計時的注意事項。軟件設(shè)計部分采用模塊化設(shè)計思想，主要論述了模糊控制思想的原理和實現(xiàn)、軟件系統(tǒng)的初始化、電機起動程序的設(shè)計、模糊PID控制程序的設(shè)計和過零檢測方法的設(shè)計。在軟

4、件系統(tǒng)初始化中對時鐘、AD轉(zhuǎn)換、PWM、Timer、UART的初始化做了詳細的闡述。在電機起動程序和過零檢測設(shè)計部分給出設(shè)計的組成部分與相應(yīng)的流程圖，在模糊PID程序設(shè)計中給出了模糊PID的的流程圖和相關(guān)代碼。
　　最后，對設(shè)計的直流無刷電機控制系統(tǒng)進行了實驗測試并給出了直流無刷電機控制系統(tǒng)的起動、反電勢控制和模糊PID控制的實驗結(jié)果和實驗，并對結(jié)果進行了分析，實驗結(jié)果驗證了該無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)的可行性、穩(wěn)定性和有效