无刷直流电机无位置传感器控制技术的研究(博士论文)无刷直流电动机利用电子换相代替机械换相，不但具有直流电动机的调速性能，而且体积小、效率高，在许多领域已得到了广泛应用。采用无位置传感器控制技术之后，不但克服了外置式位置传感器的诸多弊病，而且进一步拓宽了无刷直流电机的应用领域。目前，无刷直流电机无位置传感器控制已成为无刷直流电机控制技术的发展方向。 本文纵观了无刷直流电动机的兴起、发展与现状，概括了无刷直流电动机无位置传感器控制技术的现有水平及存在的问题，以研制、开发全直流变转速空调产品为依托，从理论和实践两个方面对这些问题展开了较为全面的研究和讨论。 (1)针对反电动势过零点检测方法和换相点检测方法中存在的不足，分别提出了“延迟90°-α换相”和“超前60°-γ换相”的方法。同时，本文提出的软件、硬件相结合的换相原理突破了单纯依靠硬件电路换相的局限性，拓宽了系统的调速范围，提高了系统的稳定性和可靠性。 (2)本文详细阐述了无刷直流电机控制系统中的换相转矩脉动问题，分析了造成换相转矩脉动的原因，通过理论推导，创造性地给出抑制换相转矩脉动的方法，并利用计算机仿真手段及实验对这种换相转矩脉动抑制方法进行了验证。
标签： 无刷直流电机 无位置传感器 控制技术 无刷直流电动机
上传时间： 2017-08-22
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使用磁场定向控制策略（FOC）的永磁同步电机控制仿真，能够完美跟踪转速转矩曲线，逆变器发波方式为SVPWM.
上传时间： 2016-05-24
上传用户：jsdygps
一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf ，它始终接在交流电压Uf 上；另一个是控制绕组L，联接控制信号电压Uc 。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式， 但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性， 无“自转”现象和快速响应的性能， 它与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm ，为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，因此被广泛采用。交流伺服电动机在没有控制电压时， 定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动。当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化， 当控制电压的相位相反时， 伺服电动机将反转。交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似， 但前者的转子电阻比后者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点：1、起动转矩大由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3 中曲线1 所示，与普通异步电动机的转矩特性曲线2 相比，有明显的区别。它可使临界转差率S0＞ 1，这样不仅使转矩特性（机械特性）更接近于线性，而且具有较大的起动转矩。因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即具有起动快、灵敏度高的特点。2、运行范围较广3、无自转现象正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性（ T1 － S1 、T2 － S2 曲线） 以及合成转矩特性（ T－ S 曲线）交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W 。当电源频率为50Hz ，电压有36V 、110V 、220 、380V ；当电源频率为400Hz ，电压有20V 、26V 、36V 、115V 等多种。
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上传时间： 2022-06-01
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电力电子技术的发展使电机驱动系统摆脱了常规两电平逆变器拓扑的限制，电机驱动系统与多电平逆变器的结合成了新的思路。多电平逆变器的输出电平数多，因此其输出波形更好，在大容量交流调速系统中优势明显。作为多电平逆变器的研究基础，三电平逆变器应用最为广泛，而其中首选的是二极管钳位型三电平逆变器。因此采用二极管钳位型三电平逆变器驱动PMSM的模型预测控制系统作为研究对象。在PMSM驱动系统中，位置与转速的检测是非常重要的，一般采用的方法是通过机械传感器来进行测量，但这种测量方法在实际应用中有很多缺陷，会降低电机系统的稳定性和可靠性，同时会增加成本。而无速度传感器技术是通过检测电机中的电流或电压，来对电机的实际转速和位置信息进行估计，这种技术省略了常规使用的机械传感器，能够实现电机系统的高精度、高动态性能的控制。因此PMSM的无速度传感器控制技术成为了近些年的研究热点。主要研究内容分为以下几个方面：（1）基于同一Pl转速调节器，设计三电平逆变器驱动PMSM模型预测转矩控制系统，与两电平逆变器驱动PMSMMPTC系统对比，并对两个系统的运行性能进行对比分析。（2）为进一步提高系统响应性能，克服未知负载转矩扰动、增强系统鲁棒性，设计扩张状态负载转矩观测器，进而得到将负载转矩观测器和基于幂函数滑模转速调节器相结合的复合控制器。（3）设计基于分数阶滑模观测器的PMSMMPCC系统，实现对电机转速的快速准确估计。
上传时间： 2022-06-24
上传用户：xsr1983
设计者根据对环境的需求，希望能不断开拓高级电机控制技术，用以制造节能空调、洗衣机和其他家用电器产品。到目前为止，较为完善的电机控制解决方案通常仅用作专门用途。然而，新一代数字信号控制器（Digital Signal Controller，DSC）的出现使得性价比高的高级电机控制算法最终成为现实。例如，空调需要能够对温度作出快速响应以迅速改变电机的转速。因此，我们需要高级电机控制算法，以制造出更加节能的静音设备。在这种情况下，磁场定向控制（Field Oriented Control，FOC）脱顾而出，成为满足这些环境需求的主要方法。本应用笔记讨论了使用Microchip dsPIC0DSC系列对永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motors，PMSM）进行无传感器FOC的算法。为什么使用FOC算法？BLDC电机的传统控制方法是以一个六步的控制过程来驱动定子，而这种控制过程会使生成的转矩产生振荡。在六步控制过程中，给一对绕组通电直到转子达到下一位置，然后电机换相到下一步。霍尔传感器用于确定转子的位置，以采用电子方式给电机换相。高级的无传感器算法使用在定子绕组中产生的反电动势来确定转子位置。六步控制（也称为梯形控制）的动态响应并不适用于洗衣机，这是因为在洗涤过程中负载始终处于动态变化中，并随实际洗涤量和选定的洗涤模式不同而变化。而且，对于前开式洗衣机，当负载位于滚筒的顶部时，必须克服重力对电机负载作功。只有使用高级的算法如FOC才可处理这些动态负载变化。
上传时间： 2022-06-29
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本书共分九章。第1章是基本知识，叙述传感器和变送器的组成和分类，并介绍若干常用名词术语和概念，如灵敏度、精确度、基本误差等。第2章是检测温度用的传感器和变送器，其中有工业上广泛应用的热电偶及热电阻，近来发展迅速的半导体和集成化测温器件，家用电器里常见的各种温度开关等。第3章是压力检测部分，除介绍了最常用的弹性变形测压原理之外，对性能较好的电容式压力变送器有较详细的描述，对近来出现的灵巧型压力变送器也作了介绍。第4章为流量仪表，从自来水表和煤气表到电磁及超声流量）都作了原理和性能的分析，对不易理解的质量流扯计进行了深入浅出的阐述。第5章物位和第6章成分分别指出了各种传感器及变送器的 适用条件和性能差异。第7章是机械量，包括位移、转角、转速、力、转矩及振动，在工业生产自动化领域，这类传感器和变送器也经常用到。第8章是光强，光敏元件是最常遇到的光传感器，此外发光元件和光电耦合器在自动化装置里也经常用到，在本章里一井介绍以便应用。第9章为磁场检测 用的传感器，着重介绍了各种新近出现的磁敏元件和集成化器件。从事自动化工作的读者，对其原理和性能初步了解是十分有益的。
上传时间： 2022-07-05
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摘要：针对无刷直流电机的转矩脉动，采用电流滞环控制来抑制脉动；在Matlab／Simulink环境下，基于直流无刷电机的数学模型、转速和电流双闭环控制策略来建立无刷直流电机电流滞环控制系统的各个独立模块如BLDC本体模块、速度控制模块、电流滞环模块、逆变电路模块、脉冲信号模块等，再进行各功能模块的连接，搭建无刷直流电机的控制系统仿真模型，并在给定参数下进行仿真分析。
上传时间： 2022-07-11
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本文首先介绍了无刷直流电机的结构和工作原理，然后论述了无刷直流电机的控制技术和策略。为了验证控制算法和控制策略的合理性，在分析无刷直流电机（BLDC）数学模型的基础上，提出了一种无刷直流电机控制系统仿真建模的方法。本文在Matlab/Simulink环境下，构建了无刷直流电机系统的仿真模型，并详细介绍了控制系统的各个子模块。该系统采用双闭环控制：速度环采用离散PID控制，根据滞环电流跟踪型PWM逆变器原理实现电流控制。在建立仿真模型的基础上，本论文对模型进行了仿真。观察电机的相电流、反电动势、转速、输出电磁转矩等参数，并进行了分析。仿真和试验结果与理论分析一致，验证了该方法的合理性和有效性。该仿真模型适用于验证其他控制算法的合理性，并且为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。关键词：无刷直流电机；建模；仿真；电流滞环；Matlab
上传时间： 2022-07-18
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盘式永磁同步电动机是近年来发展起来的新型结构高性能伺服电动机，具有轴向尺寸短、重量轻、体积小、结构紧凑等特点。可以制成多定子多转子交错组成的多盘式结构，进一步提高转矩，特别适合于机器人和大力矩直接驱动装置。同时由于结构原因，盘式电机的径向尺寸受到一定限制，半径太大会增加加工工艺的难度，有时相关的尺寸数据难以保证，为提高电机的输出功率，一般采用多盘式结构。 目前永磁电机正向着大功率化、高功能化和微型化方向发展，其中高力能密度和高效率是对各类永磁电机设计所提出的共同要求。本文本着提高电机的输出功率的目的，在总结各种盘式永磁同步电机的结构、特点的基础上提出了一种新型的基于Halbach阵列的多盘式无铁心永磁同步电动机，从提高电机的功率密度入手，将无铁心结构和Halbach型永磁体阵列应用到其中。利用钕铁硼永磁材料高矫顽力的优异特性以及Halbach阵列的高聚磁作用来提高电机气隙磁密，使无铁心电机变成可能，同时Halbach阵列使轭部的磁通减小，可相应少用或不用轭部。电机重量因此可以大幅度下降，在一定程度上也可降低电机的成本。
上传时间： 2013-07-06
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论文以直接驱动洗衣机无刷直流电动机为对象,对它的设计理论和运行性能进行了研究.论文根据无刷直流电动机的工作原理和运行特点,提出了一套有关此类电机参数计算及磁路计算的分析方法,在此基础上研制开发了"直接驱动洗衣机无刷直流电机CAD系统软件",为无刷直流电动机的设计提供了方便、准确、可靠的工具.论文还根据系统对电机运行平稳性的要求,分析了无刷直流电动机产生转矩脉动的原因,并从电机设计的角度提出了减小转矩脉动的方法.最后,论文在讨论了逆变器供电的无刷直流电动机稳态运行特性分析方法的基础上,采用计算机数字仿真技术对无刷直流电动机的稳态运行性能进行了研究,获得了一些有益的结论.
上传时间： 2013-04-24
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