无刷直流电机调速系统研究

【摘要】：由于直流无刷(BLDC)电机可降低能耗及维护成本,因此在对效率和可靠性要求较高的应用场合BLDC电机正重新受到关注。近年来,随着无刷直流电机在各个领域的广泛应用,无位置传感器无刷直流电机控制的优势也越来越明显,已成为无刷直流电机控制技术的发展方向。在大量地应用之中,dsPIC30F电机控制芯片是多种类型BLDC电机的理想驱动和控制器件。 本文在分析和研究无刷直流电动机工作原理和控制方法的基础之上,以dsPIC30F3010数字信号控制器为核心控制器,采用传统的“反电势法”控制技术,设计了无刷直流电机无位置传感器调速系统的硬件电路,并详细介绍了电路各组成部分的工作原理。接着,针对无刷直流电机的调速特点,进行转速电流双闭环控制策略的研究,并结合dsPIC30F3010数字信号控制器的特点,充分利用其片内的资源,设计了系统的软件部分,给出了软件设计方案、相应的流程图及部分代码。针对电机在转速极慢时反电动势幅值很低不容易检测,采用了“三段式”起动技术,并对该起动技术中位置锁定、开环加速、无传感器自控运行三步进行了详细的分析。 最后,对控制系统进行软硬件调试,进行了无刷直流电机的空载实验,给出实验结果并对其进行分析,验证了控制系统方案的可行性。实验结果表明该调速系统能够控制电机顺利起动,而且实现了电机正确的换相和稳定的运行,同时也很好地实现了稳定调速的目的,证明了系统设计的可行性。