基于无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究与设计

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanhaicang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无刷直流电机(BLDC)使用了电力电子换相电路取代了传统直流电机的电刷与换向器等装置。使其不仅具有启动大、功率因数高、过载能力强以及平滑而广阔的调速性能等优点,而且克服了因电刷换向器装置之间的相互滑动而引起的电火花与机械摩擦等缺点。使其在电动汽车、医用器械、家用设备等范畴得到了普遍的应用。但是由于BLDC位置传感器的存在增添了系统的成本增大了系统的体积以及使系统的稳定性变差,因此极大程度的限制了电机在高温、高压等恶劣场合的应用,所以研究无位置传感器控制技术变得及其重要。
  首先本文介绍了当前国内外学者对BLDC在以下几个方面的研究:无位置传感器BLDC转子位置估计的研究;由于电机在静止时,无法通过电压电流等物理量得到转子位置信息的无位置传感器BLDC的启动研究;由于齿槽效应以及电机换相期间电流续流等情况导致的转矩脉动的研究。
  然后本文针对无位置传感器BLDC转子位置估计的问题进行了深入研究。首先详尽的介绍了BLDC的基本结构、工作原理,并在此基础上建立了电机的数学模型,推导出了无刷直流电机的电压、转矩、反电动势等基本方程。然后在传统反电动势检测转子位置方法的基础上,提出了一种在关断相非换相期间无电流续流这一前提条件下的基波线电压差的相反电动势转子位置检测的新方法。然后在此基础上分析了五种PWM调制方式电流的续流情况,并得到了H PWM-L_PWM这种PWM调制方式关断相电流无续流的结论。紧接着在Matlab/Simulink仿真平台下对该方法进行了仿真模型的搭建,并介绍了各个子模块的功能和作用,然后在该仿真模型中验证了此方法对转子位置估计的准确性与可行性。
  最后本文以TMS320F28338DSP为控制核心,对无位置传感器无刷直流电机控制系统的软硬件进行了详细的设计,并通过实验结果再次验证了本文提出的基波线电压差相反电动势法的可行性与准确性。
其他文献
因电梯在日常生活中的重要作用,各种控制系统的电梯不断涌现。电梯的控制系统主要有继电器控制、PLC、嵌入式系统控制等几种。而PLC控制技术因其安全稳定、调节灵活、易于实现等特点成为现在电梯控制系统核心的主流。PLC控制系统是可编程数字控制系统,其功能可以通过软件编程来实现,如果要对其功能进行更正,只需要简单修改程序即可。PLC在电梯中的应用主要是用到其逻辑开关的性能,且该系统可以很方便的实现计数、定
学位
随着经济的发展,微电网的运用越来越广泛,但以新能源为电源的微电网存在输出不稳定、不连续的问题,在并入电网的时候就会产生很严重的稳定性问题。超级电容器具有能量密度高、功率密度大的特性,可以有效缓解这个问题。本文以超级电容器储能系统为研究对象,主要对用于储能系统的DC/DC及DC/AC变换器控制技术进行了仿真研究。  超级电容器储能系统包括了超级电容器组、Buck-Boost双向DC/DC电路、DC/
随着我国经济和现代工业的迅速发展,人们对电能的需求也日益增大。近几年,为解决我国负荷与能源分布不均匀问题,我国电力系统朝着大容量、远距离的方向发展。为减小长距离输电线路的网损,提高系统稳定运行水平,通常要对线路进行串联补偿。但加装串联补偿会破坏线路均匀性,导致线路上过电压和涌流现象更为严重。因此,如何经济有效地抑制串补线路过电压具有十分重要的意义。传统的解决方法成本高,操作复杂,因此迫切需要一种经
当今社会正经历着日新月异的变化,电力作为一个国家发展的基石,在任何行业的发展中都离不开它的存在,同时GDP的增长也与电力发展息息相关。目前我国电力事业规模越来越壮观,且光电、风电等新能源不断并入电网,电力系统安全运行越来越受到人们的重视。  坚强智能电网的发展核心是构建高压直流输电工程,直流输电拥有它独有的特点,直流输电系统易于调节。直流输电与交流输电存在本质的区别,交流输电易引发系统稳定性问题,
电力变压器是变电站中重要而价格昂贵的电气设备,却普遍受到空投涌流和操作过电压的危害,即便传统抑制方法限制了涌流和过电压的幅值,然而始终无法彻底消除这些暂态现象。随着智能开关电器的发展,选相关合技术在空载变压器上的运用为抑制涌流和过电压提供了重要思路。本论文在考虑变压器铁芯的剩磁效应基础上,对选相关合抑制励磁涌流的方法中的关键问题进行了研究。  本文首先简要分析变压器工作原理,阐述励磁涌流的产生机理
高压直流断路器是保证直流输电系统安全稳定运行的关键设备,由于技术的限制,现阶段还难以制造出单个满足应用环境要求的功率半导体器件,这就需要通过串联的方式保证足够的耐压。鉴于这种应用环境,本文设计了一种针对混合式直流断路器门极供电的高压隔离驱动电源。  本文首先介绍了高压直流断路器的种类与工作原理,得到混合式直流断路器的驱动要求。然后介绍了多路隔离驱动电源的结构和国内外研究现状,在对比和总结的基础上引
随着国内经济水平的飞速发展,用电负荷不断增加,电网电压等级日益提高,电力系统中时常出现的过电压问题已经成为影响电网可靠性与安全性的主要因素之一。尽管电网中已有许多暂态过电压防护与抑制措施,但是在实际运行中,暂态过电压在电网中造成事故的事例却并不少见。为了抑制过电压的产生,需要设置更加合理的绝缘配置,应详细研究并分析电网中各类过电压事故的产生原因。因此,有必要开展对电网过电压的实时监测研究,为分析电
复合材料是一种质轻量、强度高、耐腐蚀、方便安装的材料,目前已广泛运用在输电线路中。本文立足于220kV丰屏线路老旧电杆技术改造工程,分析了220kV复合材料横担输电杆塔的静电场环境,并对其耐雷性能进行了研究。  运用有限元分析软件ANSYS中的经典平台建立了复合材料横担输电杆塔的3D模型,考虑杆塔、输电线、均压环、大地、空气以及相间等影响因素,经计算后得出了复合横担塔的电位及电场强度分布情况。将复
学位
我国电力系统的发展,尤其是国家以高压为基础的直流电网规划及发展,对开关操作的快速性、可靠性及智能化提出更高要求,传统的操作机构难以满足这些要求。一种新兴的快速斥力机构因结构简单,动作迅速,方便实现电子控制在快速性、可靠性及智能化方面具有明显的优点。但是,目前对快速斥力机构的结构设计和应用还缺乏系统的研究。  文中首先说明本课题研究的意义,随后分别介绍了断路器与电磁斥力机构的特点和国内外发展现状,本
磁场定向控制(Field Oriented Control,FOC)和直接转矩控制(Direct Torque Control Theory,DTC)技术是交流电机高性能变压变频调速技术的研究热点。与磁场定向控制相比,直接转矩控制(Direct Torque Control Theory,DTC)具有结构简单、对电机参数依赖程度更小、转矩与转速响应快等优点。但传统DTC使用两个滞环控制器来控制交流
学位