基于無位置傳感器的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、直流電機(jī)因其調(diào)速靈活結(jié)構(gòu)簡單在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但傳統(tǒng)的直流電機(jī)因存在電刷和換向器，在使用的過程中摩擦產(chǎn)生火花和噪音，同時(shí)也會導(dǎo)致電機(jī)的使用壽命大大減短，因此無刷直流電機(jī)成為人們的研究熱點(diǎn)。隨著新型永磁材料出現(xiàn)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，無刷直流電機(jī)得以迅速發(fā)展，并在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，電機(jī)的無位置傳感器控制更是成為更經(jīng)濟(jì)更方便的發(fā)展趨勢。鑒于此，本課題以TI公司的TMS320F2812控制芯片為核心，研究無刷直流電機(jī)的無位置傳感器

2、控制系統(tǒng)。
　　論文首先簡單敘述了無刷直流電機(jī)的背景和意義，通過與其他電機(jī)比較突出反映了其優(yōu)點(diǎn)，詳細(xì)分析了無刷直流電機(jī)的工作原理和控制原理，建立了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。然后，在Matlab/Simulink中對無刷直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)分別從有位置和無位置都進(jìn)行了仿真研究。具體采用模塊化建模的思想，將系統(tǒng)分為各個(gè)獨(dú)立的功能模塊，分別進(jìn)行調(diào)試，保證每一個(gè)子模塊正確無誤，再逐步讓子模塊合并，不斷的進(jìn)行調(diào)試，直到將整個(gè)仿真系統(tǒng)調(diào)試成功，其次，對

3、反電動(dòng)勢過零檢測的方法進(jìn)行重點(diǎn)探討，在傳統(tǒng)的延遲30°-α換相方法的基礎(chǔ)上，針對其缺點(diǎn)，提出了延遲90°-α的換相方法對傳統(tǒng)的換相方法加以改進(jìn)。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)的方法在無刷直流電機(jī)無位置傳感器雙閉環(huán)PI控制系統(tǒng)的調(diào)試中得到了很好的效果。
　　在仿真工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)硬件電路，重點(diǎn)包括驅(qū)動(dòng)電路、信號檢測電路、濾波電路、虛擬中性點(diǎn)過零檢測電路。結(jié)合電機(jī)驅(qū)動(dòng)要求和控制芯片特點(diǎn)，選定6N137隔離芯片設(shè)計(jì)了光耦隔離電路，選定I

4、R21367驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路，與此同時(shí)為保證驅(qū)動(dòng)芯片的安全工作，設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)電路的過壓過流保護(hù)電路；由于轉(zhuǎn)子位置信號檢測電路是整個(gè)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，通過虛擬中性點(diǎn)過零檢測實(shí)現(xiàn)了反電勢過零點(diǎn)檢測，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了無位置傳感器控制。
　　控制系統(tǒng)軟件采用模塊化編程思想，并在Code Composers Studio(CCS)軟件編譯環(huán)境下用C語言編寫完成，并對整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，在不加電機(jī)電源的前提下對各硬件電路進(jìn)行調(diào)試，直到驅(qū)