高速大功率磁悬浮BLDCM无位置传感器控制技术的研究

作     者：丁兆助 

作者单位：中国石油大学（华东） 

学位级别：硕士

导师姓名：王平

授予年度：2013年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：高速永磁无刷电机 无位置传感器 反电势过零检测 DSP 

摘      要：节能环保被列为国家七大战略新兴产业之首，凸显了其重要的战略意义，为了保证经济的迅速发展和实现节能减排的目标，迫切需要绿色高速动力机械。其中，提高电动机能效水平对当前的节能减排工作具有重要意义，使用大功率的磁悬浮高速永磁无刷电机，节能效果尤为显著。 本文以大功率磁悬浮无刷直流电机为控制对象，研究基于TMS320LF28335的电机无位置传感器控制系统，即运用相反电动势过零点信号检测法实现电机的可靠稳定运行。针对无位置传感器无刷直流电机（Brushless Direct Current Motor,简称BLDCM）起动过程中的转子定位方法，运行过程中的反电势法转子位置的检测原理，以及换相过程中遇到的滤波相移、尖峰脉冲等问题论文进行了详细研究，并设计了相应的控制策略。 系统硬件设计部分中，采用基于BUCK变换器的主电路，以及采用智能功率模块(IPM)进行换相操作，设计了必要的保护电路，整个硬件电路结构紧凑、工作可靠。软件设计包含初始化模块和无传感器方式运行模块，其中无位置传感器控制方式运行模块完成电机起动及无传感器闭环控制两个功能。采用TMS320LF28335A为控制核心，同时围绕DSP外围功能，扩展了A/D采集接口、PWM输出接口，搭建所设计的反电动势过零点检测电路，为电机控制算法的研究和控制系统的应用提供了一个良好的实验平台。 将本文研究设计的方案具体应用到大功率磁悬浮无刷直流电机上调试，实验结果表明论文设计的基于TMS320LF28335A DSP芯片的数字控制系统能够控制电机顺利达到额定转速，而且很好地实现了实验电机的正确换相和稳定运行，证明了设计系统的可行性。