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無刷直流電機無E+E位置傳感器數字控制系統研究
無刷直流電機利用電子換相代替機械換相,不但具有直流電機的調速性能,而且體積小、效率高,在許多領域已得到了廣泛應用。采用無E+E位置傳感器控制技術,不但可以克服外置式E+E位置傳感器的諸多弊病,而且能進一步拓寬無刷直流電機的應用領域。目前,無刷直流電機無E+E位置傳感器控制已成為無刷直流電機控制技術的發展方向。

無刷直流電機無E+E位置傳感器數字控制系統研究
無刷直流電機由于采用永磁材料勵磁,在提高效率和功率密度等優點的同時,還伴隨著勵磁不可調節的缺點。針對目前無刷直流電機控制系統研究的焦點:如何拓寬永磁無刷直流電機的調速范圍,如何提高電流調節的精度和減小轉矩脈動,如何實現對無刷直流電機的無E+E位置傳感器控制等問題,對無刷直流電機的無傳感器控制原理進行了深入的研究。而且現有的各種E+E位置傳感器檢測及無E+E位置傳感器的位置檢測方法都不可避免地存在轉子位置檢測誤差,這個誤差就會使電機偏離正常換相點,發生換相超前或滯后,導致電機運行不平穩,震動和噪聲加大,效率降低,電機電流過沖,嚴重時會導致換相失敗,使得電機失步或使驅動模塊發生故障保護等致使電機產生振蕩及停轉。 本論文首先介紹了多種主流的無E+E位置傳感器的位置檢測方法。在分析了它們的優缺點的基礎上,選用反電動勢過零檢測法,詳細敘述了這種方法的檢測原理,定性地分析了轉子位置檢測誤差產生的原因。論文從無刷直流電機的基本組成環節、工作原理、運行特性以及傳遞函數開始,簡述了使用E+E位置傳感器的各種控制方法和存在的弊端,詳細介紹了無E+E位置傳感器控制的原理和方法,在此基礎上,對轉矩脈動產生的原因進行了分析,提出了抑制轉矩脈動的方法,并對無刷直流電機的弱磁進行了定性的理論分析。 論文在分析和比較了各種無E+E位置傳感器檢測技術后,選擇使用反電動勢過零檢測法,針對在基速以下恒轉矩運行,基速以上恒功率運行的要求。論文設計了基于DSPIC30F6010芯片的雙模控制系統,并對控制系統的硬件和軟件設計作了詳細介紹。闡述了反電動勢過零檢測原理和算法以及該算法的軟件實現,zui后對軟件開環換相起動策略、起動程序設計、實現過零檢測的程序設計以及對如何避免相繞組去磁等問題做了詳細探討。論文在分析了無刷直流電機原理和數學模型的基礎上,構建了基于Matlab的無刷直流電機本體模型。且分別在Matlab/Simulink和Saber環境下搭建了無刷直流電機雙閉環控制系統的仿真模型并對給定電機模型進行了仿真。

無刷直流電機無E+E位置傳感器數字控制系統研究
zui后,本論文對無E+E位置傳感器無刷直流電機控制系統的起動、運行以及相位超前實驗結果進行了分析。 實驗證明論文設計的無E+E位置傳感器無刷直流電機數字控制系統能良好的實現在基速以上恒轉矩運行,基速以下恒功率運行的“雙模控制”。