發(fā)布時(shí)間：2020-05-15 09:00

【摘要】：無刷直流電機(jī)本質(zhì)上既具有交流電機(jī)特性,又保有傳統(tǒng)直流電機(jī)優(yōu)異的調(diào)速性能,克服了機(jī)械換相帶來的不良影響,運(yùn)行可靠,維護(hù)簡(jiǎn)便,在國(guó)民生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)進(jìn)而影響電機(jī)系統(tǒng)的伺服精度,位置傳感器的使用也存在諸多弊端,如何有效抑制轉(zhuǎn)矩波動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)無位置傳感器控制已成為無刷直流電機(jī)的研究重點(diǎn)。本文重點(diǎn)研究:1.不同PWM調(diào)制方式對(duì)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的影響;2.無刷直流電機(jī)無位置傳感器控制方法。首先,詳盡分析了無刷直流電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)工作原理,并構(gòu)建了微分方程數(shù)學(xué)模型,列寫了相關(guān)基本方程;分析了無刷直流電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性、調(diào)速原理及PID控制原理,并設(shè)計(jì)了模糊PI控制器。然后,詳細(xì)闡述了換相轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的產(chǎn)生原理,研究了六種PWM調(diào)制方式在不同轉(zhuǎn)速區(qū)間的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)情況,其中重點(diǎn)分析了PWM調(diào)制方式在換相和非換相期間的電磁轉(zhuǎn)矩,以及非換相期間的續(xù)流狀態(tài),得出了PWM-ON-PWM調(diào)制方式在非換相期間無續(xù)流產(chǎn)生的結(jié)論;研究了模糊PI控制對(duì)于轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的優(yōu)化效果。接著,提出了基于線電壓差值的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法與PWM-ON-PWM調(diào)制方式相結(jié)合的無位置傳感器控制方案,以滿足線電壓差值法檢測(cè)要求電機(jī)關(guān)斷相在非換相區(qū)間無續(xù)流產(chǎn)生的條件,啟動(dòng)控制采用三段式方法,轉(zhuǎn)子過零檢測(cè)采用90°-a移相補(bǔ)償以適用于更寬的調(diào)速范圍。基于上述理論分析,在MATLAB/simulink環(huán)境下構(gòu)建了相關(guān)仿真模型,并詳細(xì)分析了其中各模塊的功能,通過仿真研究驗(yàn)證了理論分析的正確性。最后,采用STM32F103微處理器作為系統(tǒng)主控芯片,完成了無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路與軟件設(shè)計(jì),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制系統(tǒng)的可行性。圖[60]表[12]參[54]
【圖文】：

圖 57 無刷直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)Fig.57 Brushless DC motor experimental platform過示波器觀測(cè)到一個(gè)功率開關(guān)管的 PWM 調(diào)制信號(hào)波形如圖 58 所空比為 65%，在導(dǎo)通期間的前后 30°進(jìn)行 PWM 調(diào)制，開關(guān)管導(dǎo)通-ON-PWM 調(diào)制規(guī)則，，與圖 45 仿真結(jié)果一致。

圖 59 端電壓波形Fig.59 Terminal voltage waveform圖 60 線電壓差值過零點(diǎn)信號(hào)Fig.60 Zero-crossing signal of line voltage difference
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2664787