無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器的研究.pdf

1、由于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)有其自身固有的一些優(yōu)點(diǎn)，如調(diào)速性能好、運(yùn)行效率高、功率密度大、轉(zhuǎn)矩/慣量比高等，所以在中小功率領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)電子換相以及轉(zhuǎn)速控制，一般需要在轉(zhuǎn)子軸上安裝機(jī)械式傳感器，機(jī)械傳感器提供了電機(jī)控制所需要的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，但也給調(diào)速系統(tǒng)帶來(lái)了一些問(wèn)題：1.增加了電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及電機(jī)空間尺寸和體積。2.容易受溫度、濕度以及震動(dòng)等的影響，使調(diào)速系統(tǒng)不能得到廣泛應(yīng)用。3.使調(diào)速系統(tǒng)的成本增加。為了克服機(jī)械傳感

2、器給調(diào)速系統(tǒng)帶來(lái)的缺陷，無(wú)速度傳感器(即利用電機(jī)繞組中有關(guān)的電信號(hào)，通過(guò)信息辨識(shí)得到轉(zhuǎn)子的位置和速度，從而取代機(jī)械傳感器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制)的研制成為一種發(fā)展趨勢(shì)。本文重點(diǎn)圍繞無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)來(lái)進(jìn)行討論，為了避免反電動(dòng)勢(shì)法在轉(zhuǎn)速較低時(shí)不適用的問(wèn)題，本文采用了無(wú)論在低速還是高速時(shí)都適用的方法-高頻信號(hào)電壓注入的方法來(lái)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置。提出利用高頻載波信號(hào)注入與觀測(cè)器相結(jié)合，通過(guò)變頻啟動(dòng)來(lái)將電機(jī)牽入自同步運(yùn)行以及利用電壓空間矢量的方

3、法來(lái)注入高頻信號(hào)的方案。建立了基于MATLAB/SIMULINK仿真模型，仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)能準(zhǔn)確的檢測(cè)具有凸極特性的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，并且系統(tǒng)具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。 論文主要包括幾部分工作： 1.簡(jiǎn)要分析了各種無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法以及其基本工作原理，然后給出了各種檢測(cè)方法的優(yōu)、缺點(diǎn)，同時(shí)給出了無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。 2.基于空間矢量的PWM波原理實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的注入，并給出在DSP中產(chǎn)生三相PWM波的計(jì)算