電動車用無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制研究.pdf

1、無刷直流電機(jī)利用電子換相代替機(jī)械換相，不但具有直流電動機(jī)的調(diào)速性能，而且體積小、效率高，在許多領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用，特別是電動車用直流電機(jī)的應(yīng)用上。采用無位置傳感器控制技術(shù)之后，不但可以降低電機(jī)的制造成本，而且使得無刷直流電機(jī)的使用壽命以及維修簡便性都有了大大提高。目前，無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制己成為無刷直流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向。
　　 本文縱觀了無刷直流電動機(jī)及其控制技術(shù)的興起、發(fā)展與現(xiàn)狀，概括了無刷直流電動機(jī)無位置傳

2、感器控制技術(shù)的現(xiàn)有水平及存在的問題。以研制、開發(fā)電動車用無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制器為依托，針對其無位置傳感器控制技術(shù)中的兩個關(guān)鍵問題——轉(zhuǎn)子位置信息檢測和零起動問題，提出并設(shè)計了新的更適用的轉(zhuǎn)子位置信息檢測硬件檢測和零起動硬件電路。從理論和實(shí)踐兩個方面對這些問題展開了較為全面的研究和討論。
　　 (1)針對傳統(tǒng)無位置傳感器控制策略計算量大、可靠性不高、30°軟件延時等缺點(diǎn)，基于無刷直流電機(jī)反電勢過零檢測的原理，分析了三相端電

3、壓與中性點(diǎn)的關(guān)系，提出了一種可完全替換3相霍爾位置傳感器的硬件設(shè)計方案，實(shí)現(xiàn)了無刷直流電機(jī)的無傳感器運(yùn)行。
　　 (2)利用硬件RC濾波電路對檢測到的反電勢過零點(diǎn)時刻進(jìn)行30°電角度延時，針對由于電機(jī)的速度變化會使得30°電角度延時的不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致逆變器換相不準(zhǔn)確，引起電機(jī)的失步的問題，提出了在硬件電路中設(shè)計相位自補(bǔ)償電路的想法，克服了以往傳統(tǒng)方法相位補(bǔ)償不準(zhǔn)確的問題，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
　　 (3)對已有的

4、各種電機(jī)零起動方案利弊進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的需要，綜合成本、實(shí)現(xiàn)難易程度等各方面因素的考慮，本課題提出了新的“三段式”零起動方案，并設(shè)計零起動硬件電路。對各個階段中的一些關(guān)鍵問題——轉(zhuǎn)子預(yù)定位過程中PWM控制輸出的頻率選擇、電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的選擇和電機(jī)由抖動轉(zhuǎn)向自控運(yùn)行狀態(tài)等問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定了具體的實(shí)施方案。
　　 (4)推導(dǎo)并分析了無刷直流電機(jī)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型及其控制特性，基于Matlab/Simulink建立了BLDC