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無E+E位置傳感器無刷直流電機技術研究
無E+E位置傳感器無刷直流電機控制技術可以解決安裝E+E位置傳感器給系統帶來工藝復雜、受工作運行環境限制等諸多問題,同時可以提高系統可靠性和抗干擾性能。論文針對無E+E位置傳感器無刷直流電機轉子位置信號檢測、無位置傳感啟動策略、電機換相與非換相時轉矩脈動等問題展開研究。具體研究內容包括以下幾個方面：1.綜述了無刷直流電機關鍵控制技術的研究現狀與水平,建立了無刷直流電機的數學模型,并以數學模型為基礎,在Matlab/Simulink環境下搭建了E+E位置傳感器無刷直流電機控制系統的仿真模型,對仿真結果進行了分析,驗證了模型的正確性。

無E+E位置傳感器無刷直流電機技術研究
搭建了E+E位置傳感器無刷直流電機控制系統實驗平臺,對實驗結果進行分析,驗證了設計方案的正確性,為無E+E位置傳感器無刷直流電機關鍵控制技術的研究奠定了理論基礎和實驗研究對比依據.2.針對無E+E位置傳感器無刷直流電機反電勢過零檢測在速段存在的問題(即無E+E位置傳感器無刷直流電機在高速段時反電勢信號過大,容易造成檢測電路無法正常工作甚至損壞,而在較低速段時,反電勢信號又難以有效檢測),提出了一種反電勢過零檢測新方法及對應的檢測電路。首先,根據速度反饋控制信號占空比切換低速區與高速區反電勢采樣方式。在PWM_OFF期間進行低速段采樣,可以有效改善在低速區反電勢過零檢測效果。在PWM_ON期間進行高速段采樣,轉換相應的硬件電路(三相電路上分別并聯一組三極管控制的電阻分壓開關電路),同時參考電機轉速線性調節控制信號占空比,以此控制三極管通斷從而調節電阻分壓開關電路阻值,可以避免高速時反電勢幅值高于檢測電路供電電壓的危險。實驗結果表明：采用新的反電勢過零檢測新方法可以保證電機工作于更寬的轉速范圍內。3.針對無E+E位置傳感器無刷直流電機啟動問題,提出了一種無E+E位置傳感器無刷直流電機準閉環啟動方法,也即轉子初始位置精準預定位與加速過程中優化定位相結合的準閉環三段式啟動方法。在電機繞組中施加短時間脈沖電壓矢量,通過檢測直流母線電流可以將轉子位置鎖定在600電度角范圍內,在此基礎上通過向繞組通電與檢測電流并比較電流閾值從而完成轉子精準預定位。預定位后進入優化定位與加速階段,此時電流比較閾值作為換相條件,保證轉子在加速過程中準確換相,當轉速達到一定值時(反電勢過零信號產生時)系統切換到反電勢運行狀態。實驗結果表明：電流閾值比較作為反饋量,保證了啟動過程中電機在定位、加速、切換等各個環節中均形成閉環控制。通過設置電流比較閾值的大小不僅可以調節預定位精度還能調節加速過程中換相的靈敏度,可以保證系統適應各種不同場合需求與應用。4.針對無刷直流電機轉矩脈動限制了其在領域的應用,提出了一種在非換相期間采用基于電壓空間矢量的控制方法實現無刷直流電機的直接轉矩控制,在換相期間,以轉矩脈動為控制量,對逆變電源開關管進行獨立PWM調制的方法抑制轉矩脈動的產生。直接轉矩控制中存在反電勢獲取困難的問題,目前主要采用滑模變結構反電動勢狀態重構的方法解決此類問題。但是,滑模變結構控制在本質上的不連續開關特性將會引起系統的抖振,提出了采用分段式滑模變結構狀態重構的方法抑制系統抖振并重構反電勢。

無E+E位置傳感器無刷直流電機技術研究
在Matlab/Simulink中完成了無刷直流電機控制系統中分段式滑模變結構狀態觀測器模塊、磁鏈與轉矩計算模塊、磁鏈扇區選擇模塊、電壓空間矢量選擇等模塊的建模與仿真,并在此基礎上,構建了基于直接轉矩控制的無刷直流電機控制系統的整體仿真模型,對仿真結果進行了分析,驗證了所提方法的有效性。zui后搭建了基于直接轉矩控制的無刷直流電機實驗平臺。實驗結果表明：無刷直流電機在換相期間和非換相期間轉矩脈動得到了有效抑制,與傳統控制方法相比較,本系統進一步提高了系統的快速性與魯棒性。