收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

无位置传感器无刷直流电动机运行理论和控制系统研究

李强  
【摘要】: 无刷直流电动机具有结构简单、可靠性高、维护方便、运行效率高和调速性能好等优点,随着微处理器技术、电力电子技术、控制理论,以及低成本、高磁能积永磁材料的发展,得到越来越广泛的应用。无刷直流电动机采用无位置传感器控制,电动机结构更加简单,应用范围扩大,相对于有位置传感器控制优势明显。本论文围绕无刷直流电动机的无位置传感器控制进行较为系统和深入的研究。 首先,论文从基本电磁定律出发,在分析无刷直流电动机结构和工作原理的基础上,建立了无刷直流电动机的数学模型,为分析无刷直流电动机无位置传感器控制奠定基础。 其次,根据无刷直流电动机反电势过零检测原理,对反电势过零检测法的各种实现方法进行研究,比较各种实现方法的优缺点,指出它们的适用范围。在此基础上,给出带通滤波法及其简化电路形式,提出使用带通滤波器获取反电势三次谐波的方法。论文将直流电源负端电压作为带通滤波法和带通滤波三次谐波法的参考电平。 论文对无刷直流电动机无位置传感器控制中的关键问题——起动方法进行研究,在详细分析“三段式”起动方法的实现过程的基础上,给出了从外同步到自同步平稳切换的条件。论文在研究无刷直流电动机无位置传感器控制换相方法的基础上,提出了一种新的换相方法,提高了电动机运行平稳性和系统稳定性。在带通滤波三次谐波法中使用该换相方法,无需对三次谐波积分即可得到换相时刻。 滤波器是反电势法中反电势过零检测电路的重要组成部分。论文在分析无刷直流电动机端电压信号特点的基础上,给出滤波电路的技术要求,根据滤波器基本设计原理,分别对一阶RC无源带通滤波器和二阶RC有源低通滤波器进行电路设计和参数计算,并通过实验验证理论分析和仿真结果。这些为通过检测反电势过零点获得可靠的换相信号创造了条件。 论文还分析了无刷直流电动机无位置传感器控制中产生转子位置检测误差的原因,提出了相应的校正方法。通过分析无刷直流电动机的换相过程,建立了换相状态的等效电路和数学模型,研究了转子位置误差引起的电动机超前、滞后换相现象,及其由此产生的非导通相环流,在理论分析的基础上,进行了仿真计算,并与实验结果对照分析。 功率器件的功率损耗分析在逆变器设计和提高控制系统的可靠性方面具有重要作用。论文构建了由IGBT组成的简化逆变器模型,并进行仿真研究。针对不同的开关频率和栅极电阻,定量计算了IGBT开关过程中各阶段的功率损耗,给出了变化规律,对逆变器的设计具有重要的指导意义。 最后,论文研制了基于反电势过零检测法的无位置传感器无刷直流电动机控制系统,控制系统由硬件和控制软件两部分组成。硬件部分包括主电源整流滤波电路、控制电源电路、反电势过零检测电路、驱动和逆变电路以及保护电路等,控制软件包括电动机起动模块(包括定位、加速、切换)、电动机运行控制模块(包括过零检测及校正、换相)和各保护功能模块。对系统进行了调试,并对论文中所分析和提出的各种方法进行了相关的实验研究,给出了实验结果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李登峰;;无刷直流电动机无位置传感器检测技术[J];机电技术;2010年03期
2 赵君;刘卫国;谭博;孙银川;;基于C8051F320的无位置传感器无刷直流电动机控制技术[J];微特电机;2008年11期
3 姜吉顺;季画;;一种无传感器无刷直流电动机的控制方法[J];微特电机;2007年08期
4 付晓刚;计丽霞;;无刷直流电动机的数字信号处理器控制[J];电机与控制应用;2006年05期
5 杨苹;胡郴龙;姜华;;无位置传感器无刷直流电动机变频调速系统的硬件设计[J];电机与控制应用;2010年05期
6 李钦奉;陈齐伟;尹美富;;基于CF343的无位置传感器BLDCM控制系统研究[J];江苏科技大学学报(自然科学版);2009年01期
7 周志光;朱志伟;刘定良;;TMS320LF2407A在无位置传感器无刷直流电动机控制系统中的应用[J];现代电子技术;2005年23期
8 解恩;马瑞卿;侯宏胜;;采用ADuC812的无位置传感器BLDCM控制系统[J];微特电机;2006年01期
9 孟光伟;李槐树;;基于频率跟踪相位差可控的无刷直流电动机换相角控制[J];微特电机;2010年12期
10 解恩;刘景林;侯宏胜;;无位置传感器无刷直流电动机起动的设计与实现[J];微特电机;2006年02期
11 翟波;李建春;;无位置传感器无刷直流电动机起动新方法[J];中国惯性技术学报;2007年03期
12 李天舒;刘军;;反电势法控制无刷直流电动机实验研究[J];微电机;2008年01期
13 吴一欣;焦振宏;;一种改进的检测无刷直流电动机转子位置方法[J];微特电机;2009年02期
14 刘平;刘刚;张庆荣;;磁悬浮飞轮用无刷直流电动机无位置传感器控制研究[J];微电机;2007年06期
15 吴春华;陈国呈;孙承波;;一种缩短无刷直流电动机换相续流时间的有效方法[J];微特电机;2006年11期
16 夏泽中;杨浩;盛文娟;;基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机控制器设计[J];微电机;2007年06期
17 吴章辉;李春茂;邓家泽;;基于磁链关系函数判断无刷电机转子位置的方法[J];变流技术与电力牵引;2008年02期
18 王晓远;田亮;;无速度传感器无刷直流电机直接转矩控制研究[J];微电机;2006年06期
19 秦虹;杨杰;;高频电压脉冲注入法检测BLDCM转子位置研究[J];微电机;2009年08期
20 岳鹏,孙佩石;基于PIC16F877的无位置传感器直流无刷电机控制系统[J];微处理机;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 寇治国;;无刷电机反电势IIR滤波及其DSP实现[A];浙江省电子学会2010学术年会论文集[C];2010年
2 曾毅;李永东;;DSP控制的无位置传感器无刷直流电动机控制系统[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
3 邵刚;石山;;一种新的无刷直流电动机的起动方法研究[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年
4 马瑞卿;刘卫国;;无刷直流电动机控制中的几个技术问题分析[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
5 王豪;许镇琳;张世磊;;无位置传感器BLDCM单神经元实时在线控制[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
6 谭建成;;对多相无刷直流电动机采用封闭形绕组连接的探讨[A];第十六届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2011年
7 陈健;唐任远;;无刷直流电动机噪声的分析与抑制[A];第十一届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2011年
8 王进;;永磁无刷直流电机无位置感应器控制策略现状及趋势[A];湖北省电工技术学会2004年学术年会论文集[C];2004年
9 李新华;戈小中;吴迪;;基于电感法无刷直流电动机转子初始位置的辨识[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
10 李新华;吴迪;;电感法无刷直流电动机控制器的实验研究[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李强;无位置传感器无刷直流电动机运行理论和控制系统研究[D];东南大学;2005年
2 王凯;三次谐波法无传感器控制的高速永磁无刷直流电机的研究[D];浙江大学;2009年
3 刘军;永磁电动机控制系统若干问题的研究[D];华东理工大学;2010年
4 王雷;无刷直流电动机调速系统的研究[D];浙江大学;2008年
5 陆华才;无位置传感器永磁直线同步电机进给系统初始位置估计及控制研究[D];浙江大学;2008年
6 孙承波;空调永磁同步压缩机控制系统研究[D];上海大学;2008年
7 高瑾;无刷直流电动机直接转矩控制的一体化研究[D];南京航空航天大学;2007年
8 苏建徽;光伏水泵系统及其控制的研究[D];合肥工业大学;2003年
9 余佩琼;新型进给系统—永磁直线同步电机的磁极位置及速度估计算法研究[D];浙江大学;2008年
10 马正兰;变速截割采煤机关键技术研究[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄淑娟;无位置传感器无刷直流电动机控制系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 张璇;BLDCM无位置传感器控制系统的研究[D];大连理工大学;2009年
3 张代祥;无刷直流电动机无位置传感器控制机理的研究[D];天津大学;2006年
4 彭钰珍;小容量无刷直流电动机无位置传感器控制技术的研究[D];华中科技大学;2007年
5 刘二利;基于dsPIC的BLDCM无位置传感器控制系统研究[D];大连理工大学;2007年
6 吴章辉;基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机控制系统设计[D];西南交通大学;2009年
7 庞延庆;无位置传感器无刷直流电动机位置检测与起动问题的研究[D];山东大学;2006年
8 陶灿辉;基于三次谐波检测法的无位置传感器无刷直流电动机的控制与设计[D];南京理工大学;2008年
9 孙金宝;基于DSP的无位置传感器BLDCM驱动控制系统设计[D];山东大学;2005年
10 王华权;基于DSP的无刷直流电动机控制系统的研究[D];武汉科技大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 天津 潘旗;无刷直流电动机式作原理[N];电子报;2004年
2 李焦明;稀土永磁无刷直流电动机[N];中国建材报;2002年
3 焦明;永磁无刷直流电动机成为主流产品[N];中国建材报;2002年
4 申银万国 郑治国 叶培培 郭鹏 魏静;“高”温“低”碳催生“稀土永磁”热潮[N];中国证券报;2010年
5 柏乡县白阳中心校 吴丙志;摩托车为何不易发动[N];河北科技报;2002年
6 ;微电机 “十五”优先发展的重点产品[N];中国机电日报;2000年
7 正文;微特电机行业如何由大做强[N];中国工业报;2003年
8 福安记者站 王旺声 通讯员 沈宇;福安确认36家企业参加“6·18”[N];闽东日报;2010年
9 刘佳伟 陈宝林 记者刘领;高新技术重点项目进展喜人[N];锦州日报;2009年
10 刘丽 李雪雯;激情勇推“心”动力[N];中国航天报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978