基于绕组电感的无刷直流电机转子位置检测方法研究

论文摘要

随着无刷直流电机在工业控制和家用电器等领域中的应用越来越广泛,其传统的带位置传感器无刷直流电机控制呈现出越来越多的局限性,由此,无位置传感器控制便应运而生,特别是“反电势”法无位置传感器控制逐渐受到了人们的青睐,但是由于在零速或低速时电机反电势为零或很小,给检测带来了不便。本文基于对电感法的深刻认识和理解,针对无刷直流电动机在静止和低速状态下检测转子位置的困难,设计了一台绕组电感随转子位置的不同有明显变化且互感很小的无刷直流电机,提出了一种新的无位置传感器控制方法,即断电相电流检测法:让三相无刷直流电动机在两两导通方式下运行,通过检测与电感变化有关的转子位置信号——非导通相的电流,来判定转子位置,实现无位置传感器无刷直流电机控制。具体的,本文首先阐述了断电相检测法的原理,提出两种实施方案——PWM互补检测法和电压脉冲检测法,建立无刷直流电动机在该控制方法下的数学模型。然后找到合适的电机参数,用Matlab进行仿真。接着,通过实验验证两方案的可行性。最后,理论结合实验数据,分析两种方案的优缺点和适用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无刷直流电机的特点、发展及应用
• 1.1.1 无刷直流电机的特点
• 1.1.2 无刷直流电机的发展
• 1.1.3 无刷直流电机的应用
• 1.2 无刷直流电机无位置传感器检测技术的研究现状及发展趋势
• 1.2.1 反电势法
• 1.2.2 基波电势换向法
• 1.2.3 定子绕组电感法
• 1.2.4 速度无关位置函数法
• 1.2.5 扩展卡尔曼滤波器法
• 1.2.6 智能控制法
• 1.3 无位置传感器控制中的起动技术
• 1.4 本文的课题及意义
• 1.5 本章小结
• 第二章 PWM互补检测法的基本原理及仿真
• 2.1 无刷直流电机的工作原理
• 2.1.1 无刷流电机的基本组成
• 2.1.2 无刷直流电机的原理
• 2.1.3 无刷直流电机的数学模型
• 2.2 转子零初始位置检测
• 2.3 PWM互补检测法的原理及仿真
• 2.3.1 PWM互补检测法的基本原理
• 2.3.2 PWM互补检测法的仿真
• 2.3.3 仿真结果
• 2.4 小结
• 第三章 电压脉冲检测法的原理及仿真
• 3.1 电压脉冲检测法的原理
• 3.2 电压脉冲检测法的仿真
• 3.3 小结
• 第四章 实验结果与分析
• 4.1 无刷直流电机的实验数据
• 4.2 实验结果及分析
• 4.2.1 PWM互补法的实验结果
• 4.2.2 电压脉冲法的实验结果
• 4.2.3 实验结果分析
• 第五章 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文与获得的荣誉
• 致谢