检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：魏群哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)是一种随着微处理器技术的发展和电力电子技术的进步而出现的机电一体化设备,因为其结合了交流电机结构简单和直流电机调速性能优良的特点使得这种电机逐渐在各个领域得到应用。传统的无刷直流... 详细信息

无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)是一种随着微处理器技术的发展和电力电子技术的进步而出现的机电一体化设备,因为其结合了交流电机结构简单和直流电机调速性能优良的特点使得这种电机逐渐在各个领域得到应用。传统的无刷直流电机采用位置传感器对转子位置进行检测,进而控制交流电机本体部分实现换相。与之相比,新出现的无转子位置传感器的无刷直流电机调速控制系统,体积小、精度高的优势日益明显。本文主要将对高速无刷直流电机无位置传感器的控制进行分析并设计优化控制系统。首先,分析了无刷直流电机在高速、无位置传感器检测方法、转子位置校正方法与控制算法等方面的国内外研究现状,在搭建无刷直流电机的数学模型的基础上,进一步分析无刷直流电机产生转矩脉动的原因、抑制方法及脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)导通方式。然后从数学模型出发,提出了基于反电动势和的转子位置校正方法与基于相电流的转子位置校正方法,同时给出了基于相电流的转子位置校正的比例积分控制(Proportion Integral,PI)设计方案,并验证了所提方法与设计方案的正确性。其次,深入分析无刷直流电机控制方法中的三三导通与两两导通方式,在研究基于端电压与基于相电压的位置检测方法的基础上,提出了一种新型的基于线反电动势的位置检测方法,对采用该方法的无刷直流电机无感控制系统进行仿真,仿真结果验证了总体设计方案的正确性与优越性,通过对比反电动势、电流与转矩波形,进一步验证了所提校正方法的高效性。最后,给出了基于线反电动势的无位置传感器无刷直流电机控制系统的设计方案,以TMS320F28335为核心主控芯片,在给出控制系统设计结构框图的基础上,设计了系统中各部分硬件电路,并给出基于线反电动势检测的高速无刷直流电机的控制程序流程图,验证了高速无刷直流电机无传感器控制系统的可实施性。

关键词：无刷直流电机线反电动势检测反电动势和转子位置校正无位置传感器

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基于无位置传感技术的无刷直流电机控制系统研究

基于无位置传感技术的无刷直流电机控制系统研究

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作者：谢磊温州大学

学位级别：硕士

无刷直流电机有着结构简单、调速范围宽、运行性能好和无励磁损耗等诸多优点，被广泛的应用于现代工业装备和家用电器中。无刷直流电机的平稳运行通常取决于采用何种驱动控制策略以快速准确地辨识转子磁场位置信息，有无位置传感器的控... 详细信息

无刷直流电机有着结构简单、调速范围宽、运行性能好和无励磁损耗等诸多优点，被广泛的应用于现代工业装备和家用电器中。无刷直流电机的平稳运行通常取决于采用何种驱动控制策略以快速准确地辨识转子磁场位置信息，有无位置传感器的控制技术选择是直流电机驱控策略的核心要义之一。鉴于当前直流电机产品小型化和低成本的要求，无位置传感控制技术成为当前无刷直流电机驱动控制中的研究热点。　　本文简要阐述了无刷直流电机的发展与应用前景，全面分析了无刷直流电机的运行原理及驱控系统的基本结构，详细阐述了基于反电势法的无位置检测控制和调速技术同时改良了检测电路，建立了无位置控制的模糊控制PI控制模型和算法。最后，设计并搭建了基于STM32F051R8T6的无刷直流电机控制系统，研制了相应的物理样机验证上述控制模型与算法。　　本文以无位置传感的无刷直流电机控制系统为研究对象，采用了改进的三段式电机启动方法，基于端电压反电势过零时序控制策略，以模糊PI算法实现调速的控制技术。实验结果表明该方法可提供准确的电机换相信号，在实现无位置传感器控制的同时，无刷电机性能表现出了具有相对较高的控制精度高、较快的响应速度和较好的调速性能。

关键词：无刷直流电机无位置传感器反电动势法模糊PI控制脉冲宽度调制

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无位置传感器永磁同步电机控制系统的研究与设计

无位置传感器永磁同步电机控制系统的研究与设计

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作者：肖岩华中科技大学

学位级别：硕士

对于永磁同步电机矢量调速系统来说，准确的转子的位置和转速信息是非常重要的。没有这些信息，电机只能运行在开环状态，调速性能差，稳定性也差。通常情况下，这些信息都是由机械传感器(光电编码器，霍尔传感器，旋转变压器等)来直接... 详细信息

对于永磁同步电机矢量调速系统来说，准确的转子的位置和转速信息是非常重要的。没有这些信息，电机只能运行在开环状态，调速性能差，稳定性也差。通常情况下，这些信息都是由机械传感器(光电编码器，霍尔传感器，旋转变压器等)来直接或间接测量得到。但是，加入这个机械传感器会带来很多局限性,如使系统体积重量增大，系统成本增加，使得系统可靠性变差等。因此，近年来国内外很多学者都在研究无位置传感器的永磁同步电机矢量控制策略。并且已经有越来越多的无位置传感器永磁电机调速系统被应用于工业、民用领域当中。基于这个背景，本文结合项目实际，以隐极式同步电机为受控对象，利用观测器理论设计出一套无位置传感器控制策略。具体工作包括： 1.分析永磁同步电机的数学模型，研究各种常用的矢量控制策略的原理。根据实际情况，选择最适合的控制方式。 2.学习研究分析常见的无位置传感器控制策略的原理和特性，结合项目实际，选择最适合的控制策略。 3.在理论推导的基础上设计出基于龙贝格观测器的无位置传感器控制策略的数学模型并用Matlab中的Simulink仿真验证设计的控制策略在理论上的可行性 4.在仿真验证了该方法理论上的可行性后，设计开发出实际的无位置传感器永磁电机矢量控制系统。经过实际运行实验证明该方法在实践上的可行性。在本文的最后对该全文提出了总结和结论，并提出了后续工作的研究重点方向。

关键词：永磁同步电机矢量控制无位置传感器龙贝格观测器

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一种I-f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法

一种I-f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法

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作者：徐奇伟张雪锋王益明罗凌雁杨云戴锐刘垚甫王翔翼 400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号

本发明公开一种I‑f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法，包括以下步骤：1)建立基于dq轴坐标系的I‑f控制系统，并利用所述I‑f控制系统控制永磁同步电机旋转；2)实现转子的预定位，并令永磁同步电机转子转速到达切换转速；3)利用... 详细信息

标准号: CN115242154A

本发明公开一种I‑f启动到位置滑模观测器的自适应平滑切换方法，包括以下步骤：1)建立基于dq轴坐标系的I‑f控制系统，并利用所述I‑f控制系统控制永磁同步电机旋转；2)实现转子的预定位，并令永磁同步电机转子转速到达切换转速；3)利用滑模观测器实时计算转子位置、滑模观测器估算角度，并计算I‑f控制的角度差；4)减小I‑f控制的角度差，直至开环轴系和滑模估算的轴系重合；5)在开环轴系和滑模轴系的角度差为0°时，解除对切换角度差Δθ_I‑f的控制，永磁同步电机进入无位置传感器闭环控制状态。本发明可以在不同的启动负载下实现I‑f到滑模观测器的切换。

关键词：滑模观测器角度差轴系永磁同步电机控制系统滑模开环估算永磁同步电机转子闭环控制状态无位置传感器平滑切换实时计算转子位置转子预定位自适应重合减小

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基于直流无刷电机的太阳能水泵控制系统设计

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电子与封装 2020年第4期20卷 26-31页

作者：耿永吴珏雷志强中科芯集成电路有限公司江苏无锡214072

基于无位置传感器永磁无刷直流电机设计了一款以STM32为主控芯片的太阳能水泵控制系统。主要介绍了硬件设计和软件设计两大部分,硬件设计包含开关逆变电路、驱动电路、电压检测电路等。软件设计包含主程序、自检程序、中断程序和故障保... 详细信息

基于无位置传感器永磁无刷直流电机设计了一款以STM32为主控芯片的太阳能水泵控制系统。主要介绍了硬件设计和软件设计两大部分,硬件设计包含开关逆变电路、驱动电路、电压检测电路等。软件设计包含主程序、自检程序、中断程序和故障保护程序流程。设计核心是采用MOS管内阻采样三相电流,并通过反电势过零检测法获取转子位置信号。在三相潜水泵上进行验证,相关试验波形图和数据验证了该系统硬件电路的可靠性以及软件程序架构的可行性。

关键词：开关逆变驱动电路太阳能水泵直流无刷电机无位置传感器

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基于双滑模的永磁同步电机直接转矩控制系统研究

基于双滑模的永磁同步电机直接转矩控制系统研究

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作者：李天舒哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

永磁同步电动机的直接转矩控制(DTC)具有控制简单、响应迅速等特点,因此普遍应用于交流调速系统中,本文针对传统永磁同步电动机直接转矩控制系统中转矩和磁链脉动大、鲁棒性不强影响系统的可靠性和稳定性等问题,,进行了改进和优化设计,... 详细信息

永磁同步电动机的直接转矩控制(DTC)具有控制简单、响应迅速等特点,因此普遍应用于交流调速系统中,本文针对传统永磁同步电动机直接转矩控制系统中转矩和磁链脉动大、鲁棒性不强影响系统的可靠性和稳定性等问题,,进行了改进和优化设计,并通过仿真验证了说提方案的可行性。针对传统DTC控制中开关频率不稳定和的磁链、转矩脉动大等问题,引入空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)技术,并同时设计了超螺旋滑模控制器,将传统直接转矩控制中的两个滞环调节器优化为转矩和磁链两个滑模控制器(SMC)。通过仿真验证分析,该控制策略在转矩和磁链脉动大的问题上有明显的改善,可以有效的抵抗外界干扰,并具有较强的鲁棒性。在永磁同步电机的闭环调速系统中,针对使用传感器成本高的问题,设计了滑模观测器(SMO)来无位置检测。对于SMO中存在抖振大的问题,用饱和函数这个切换函数去代替传统的开关函数,将运动点控制在边层界内,能一定程度上削弱抖振。以滑模DTC理论为基础,结合SMO完成双滑模直接转矩控制策略的设计,按照相关规范进行仿真分析,仿真结果初步验证了所提方案的可行性。为了对所提方案步做进一步的验证。本文选取TI公司的数字信号处理芯片TMS320F28335为主控芯片。设计了该控制策略的电源电路、驱动电路、采样电路等,同时给出了软件流程图。进行了多次实验和调试,对测试波形进行分析,实验结果说明了SMO可以准确地估算出永磁同步电机的转子位置信息。用估算的转子位置信息代替传统系统中的电机转子位置信息,形成完整的双滑模DTC控制系统。与传统的DTC进行对比,双滑模DTC控制系统能够有效地减少转矩和磁链的脉动,获得更稳定的速度。

关键词：永磁同步电机直接转矩控制超螺旋滑模控制无位置传感器

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无位置传感器BLDCM控制系统的设计

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青岛大学学报（工程技术版） 2012年第4期27卷 36-41页

作者：刘衍富王毓顺青岛大学自动化工程学院山东青岛266071

针对传统的带位置传感器的无刷直流电机体积大、控制精度低、抗干扰能力差等缺点,本文采用反电势法对基于数字信号处理(digital signal processing,DSP)的无位置传感器无刷直流电机的控制系统进行研究。本系统采用IR2130的驱动电路,转... 详细信息

针对传统的带位置传感器的无刷直流电机体积大、控制精度低、抗干扰能力差等缺点,本文采用反电势法对基于数字信号处理(digital signal processing,DSP)的无位置传感器无刷直流电机的控制系统进行研究。本系统采用IR2130的驱动电路,转子位置检测电路和保护电路,对系统的硬件电路及软件设计方案进行论述,并对控制系统进行分析。该系统简化了硬件结构,使电机能够得到稳定有效的控制,并能准确检测电机转子的位置,具有良好的调速性能及较高的实用价值。

关键词：无位置传感器反电动势无刷直流电机 DSP

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基于滑模观测器的无位置传感器PMSM控制研究

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电气传动 2012年第6期42卷 9-12,58页

作者：王海涛皮佑国华南理工大学自动化科学与工程学院广东广州510641

在无位置传感器的永磁同步电机控制策略中,采用观测器通过电压和电流来观测转子位置而取代位置传感器是一种有效的策略,但这种策略在零速及附近的低速范围内存在观测死区。提出一种将电机的它控和自控方式相结合的控制策略,在零速及附... 详细信息

在无位置传感器的永磁同步电机控制策略中,采用观测器通过电压和电流来观测转子位置而取代位置传感器是一种有效的策略,但这种策略在零速及附近的低速范围内存在观测死区。提出一种将电机的它控和自控方式相结合的控制策略,在零速及附近的低速范围内采用它控方式,电机按照压频比控制并在观测器能够观测出转子位置后切换到自控方式而实现空间电压矢量控制。研究表明这种方式能够解决观测器方式在零速及附近的低速范围内存在预测死区问题,适用于对低速控制性能要求不高的风机以及泵类等的永磁同步电机控制。

关键词：永磁同步电机滑模观测器无位置传感器切换恒压频比

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空压机用永磁同步电机无传感器控制研究

空压机用永磁同步电机无传感器控制研究

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作者：宋茂良湖北工业大学

学位级别：硕士

空气压缩机广泛采用永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)做为驱动电机,但考虑设备处于某些高温高压等恶劣环境、位置传感器成本较高和安装空间较小等因素,PMSM驱动的空压机比较适合采用无位置传感器控制方案。基于... 详细信息

空气压缩机广泛采用永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)做为驱动电机,但考虑设备处于某些高温高压等恶劣环境、位置传感器成本较高和安装空间较小等因素,PMSM驱动的空压机比较适合采用无位置传感器控制方案。基于上述问题,本文以空压机用PMSM为研究对象,针对其在低速段、中高速段和复合控制区域的无位置控制算法进行分析研究并改进,以获得更好的无传感器控制效果。首先,本文从原理上阐述了低速区旋转、脉振高频电压注入法及影响两种方法转子位置观测的因素。针对旋转高频电压注入法,指出其信号解调采用多个滤波器,从而造成高频电流响应信号幅值的衰减和相位的滞后,因此后续转子位置观测产生误差。为此,在信号解调时,本文采用改进型二阶广义积分器(Second Order Generalized Integrator,SOGI)代替传统方案的多个固定截止频率滤波器,一方面获取含有转子位置信息的高频负序电流分量,另一方面可根据转速实现选频功能;针对脉振高频电压注入法,分析出电机相电阻、电感不对称时导致其转子位置观测误差,为此,本文分别采用SOGI和一种新型的全通滤波器(All Pass Filter,APF)分别提取高频电流分量和消除转子位置误差角中的二次谐波分量。与传统旋转、脉振高频电压注入法相比,改进型旋转、脉振高频电压注入法的转子位置观测精度都有较大提高;其次,中高速区的传统滑模观测器(Sliding Mode Observer,SMO)由滑模变结构原理引入,接着对影响传统SMO观测效果的三个因素分析,指出传统SMO中采用的不饱和开关signum函数会导致滑模面的抖振,低通滤波器无法滤除因逆变器非线性导致的高次谐波,反电动势过零点时因采用反正切函数产生较大误差。针对上述问题,本文设计一种新型SMO,采用sigmoid函数取代传统SMO法中的signum函数,解决因高频信号切换带来的抖振问题。逆变器非线性导致反电动势存在大量谐波,造成转子位置和转速观测误差,采用一种新型滤波器对谐波进行抑制。同时,分数阶锁相环(Phase Locked Loop,PLL)对滤波后的反电动势提取,可以得到转子位置和转速信息;再次,针对PMSM从零低速区到中高速区的切换即复合控制问题,先介绍了基于滞环切换的切换策略,随后,经理论分析,发现脉振高频电压注入法和传统SMO法中均由转子位置误差角得到转子位置和转速信息,因此,本文对两种方法的转子位置误差角度进行归一化、加权处理,两者加权之后的角度误差可以通过同一个PLL得到位置角度。同时,对该基于角度误差加权复合控制方案的切换区间做了一定的理论和仿真研究。最后,为验证PMSM在上述低速区、中高速区和复合控制区改进算法理论的正确性和有效性。搭建传统、改进型方案的Simulink模型,反复对参数调试并加以仿真分析。同时,由传统、改进型旋转高频电压注入法转子位置观测原理,编写软件程序算法。在第五章中搭建物理实验平台,在该实验平台上进行了传统、改进型旋转高频电压注入法的对比实验。实验表明,(1)所提改进型旋转、脉振高频电压注入法可以分别有效减少因滤波器引入、电机参数不对称导致的观测误差问题;(2)所提改进型SMO法相较传统SMO法具有更高的转子位置和转速观测效果;(3)与滞环切换相比,所提出的全速度范围基于角度误差加权的复合控制方案能更准确的观测出转子位置和转子速度,实现更平滑的全速度范围无位置控制。

关键词：永磁同步电机无位置传感器高频注入法滑模观测器法复合控制

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无位置传感器无刷直流电机起动方法研究

无位置传感器无刷直流电机起动方法研究

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作者：易慧斌西南交通大学

学位级别：硕士

永磁电机因为其结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点吸引人们的注意力,人们开始大量的将其运用到工业驱动当中。永磁无刷直流电动机(Brushless DC Motor, BLDCM)由于控制简单、成本低、功率密度高等优点在电动汽车和家用电... 详细信息

永磁电机因为其结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点吸引人们的注意力,人们开始大量的将其运用到工业驱动当中。永磁无刷直流电动机(Brushless DC Motor, BLDCM)由于控制简单、成本低、功率密度高等优点在电动汽车和家用电器等领域中得到广泛运用。无位置传感器可降低成本提高可靠性,因此成为一个重要研究方向。本文从分析和研究BLDCM无位置传感器的控制方式上,着重的分析了BLDCM无位置传感器控制的几个关键的问题。本文首先分析了无刷直流电机的本体的结构及其工作原理,分析了二二通电模式和三三通电两种工作模式的工作过程,在此基础上给出了无刷直流电机的两种工作模式的数学模型。结合无刷直流电机的数学模型,在MATLAB中的Simulink的环境中搭建了无位置传感器无刷直流电机控制系统的仿真模型,及有位置传感器无刷直流电机的控制模型。通过仿真验证了反电势过零检测法的可行性,同时也验证了三段式起动法的可行性,仿真证明无位置传感器无刷直流电机的控制能够达到有位置传感器无刷直流电机的控制效果。为了分析无位置传感器无刷直流电机的起动特性,本文对两种起动方法进行了深入的研究。三段式起动法受电机的各种参数影响特别是受负载的影响较大,检测脉冲注入法受电机外在参数影响较小,能够在负载复杂的情况下平稳起动。本文还对无位置传感器无刷直流电控制中位置误差对电机换相的影响进行了深入的分析。当电机的尖峰电流在前时为超前换相,当电机的尖峰电流在后时为滞后换相,并给出了位置补偿方法。实验证明了该方法的可行性,该补偿方法使电机换相更接近最佳换相逻辑。

关键词：无刷直流电机参数测量无位置传感器起动特性位置误差分析

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