开关混合式电动机系统的研究

论文摘要

混合式步进电动机或混合式电动机加上转子位置闭环,构成一种新型的电动机,称其为“开关混合式电动机”。开关混合式电动机是电机技术与现代电力电子技术、微机控制技术相结合的产物,具有转速低,定位精度高、较高的铜利用率等优点,在诸如数控装置、机械手、商业机器、自动化仪器、印刷、服装加工和包装设备、军事设备等机电一体化领域具有广泛的应用前景。 本文主要围绕着开关混合式电动机(Switched Hybrid Motor,简称SHBM)的控制技术,展开了进一步的创新研究和实践探索。 首先,本文结合大量的文献资料,全面总结和分析了开关混合式电动机及相关技术的发展现状和前景,提出了开关混合式电动机相比较其它中小型电机的优势,进一步明确了研究开关混合式电动机系统的意义。 其次,设计了一种内置式位置传感器,并分析了这种新型传感器的结构与工作原理,提出了利用磁阻式步进电动机磁阻变化实现转子位置的检测方法。 其三,基于DSP控制技术和电力电子技术,设计了开关混合式电动机的控制系统。该系统使得开关混合式电动机在高精度、高分辨率领域中的优越性得到了充分的体现。 最后,对上述系统进行了实验研究,通过实验与理论的对比分析,进一步验证了和深化了本文所取得一些成果,同时也积累了一定的实践经验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 混合式（步进）电动机的发展现状及其特点
• 1.1.1 小功率混合式（步进）电动机
• 1.1.2 混合式（步进）电动机的特点
• 1.1.3 混合式（步进）电动机的结构
• 1.2 混合式（步进）电动机驱动技术概况
• 1.2.1 单极性驱动电路
• 1.2.2 双极性驱动电路
• 1.2.3 混合式步进驱动单元的发展趋势
• 1.3 本文的选题意义及研究内容
• 1.3.1 开关混合式电动机的研究意义及现状
• 1.3.2 本文完成的主要工作
• 第二章 开关混合式电动机系统的结构及其驱动控制原理
• 2.1 两相开关混合式电动机系统的结构
• 2.2 两相混合式步进电动机的磁链
• 2.3 两相开关混合式电动机方波驱动的工作原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 开关混合式电动机位置传感器的原理分析与研制
• 3.1 开关混合式电动机位置传感器的结构设计与理论分析
• 3.1.1 集成位置传感器的结构
• 3.1.2 位置检测原理
• 3.2 反馈信号的处理与分析
• 3.2.1 位置检测电路
• 3.2.2 二极管检波电路
• 3.2.3 位置反馈信号的处理
• 3.3 本章小结
• 第四章 开关混合式电动机系统设计及控制策略的实施
• 4.1 开关混合式电动机系统的硬件设计
• 4.1.1 功率变换器的设计
• 4.1.2 位置传感器的设计
• 4.1.3 高频检波电路的设计
• 4.1.4 控制器的设计
• 4.1.5 DSP接口电路的设计
• 4.2 开关混合式电动机系统的软件设计和控制策略的实施
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统调试及结果分析
• 5.1 实验调试过程
• 5.2 实验测试结果及分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢