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无位置传感器无刷直流电机控制系统的研究与实现

资 源 简 介

因无刷直流电机（brush less direct current motor，简称BLDCM）具有使用寿命长、结构简单、无换相火花、重量轻、效率高和功率密度大等诸多优点，加上其控制算法非常简单、硬件实现成本也很低，只需要一个小小的车间就可以完成所有的生产与装备工作，另外，在转速特性方面可以与传统有刷直流电机相媲美，而且还不需要碳刷、换向器等换相装置，已经得到了国内外研究者的高度关注。经过多方面的研究与努力，已在航空航天、汽车电子、过程控制、电子设备、地下矿井作业、家用电器和公共自动化等场所得到了广泛的应用。因此，满足无刷直流电机的控制的基本要求，提高工作的可靠性，对无刷直流电机控制系统进行研究有着极其重要的意义。

  本着成本低廉、结构简单以及实用性好为出发点，本设计从无位置传感器无刷直流电机着手，着重于直流无刷电机的无位置传感器控制算法的研究，并进行了相应的仿真与实验验证，使之在进行原理验证的同时也具有一定的实用性。

  首先，本文开篇阐明了目前国内外专家学者们研究BLDCM的主要方向，即BLDCM的无位置传感器（简称无传感器）控制的研究、速度控制的研究、转矩脉动抑制的研究以及集成电路芯片的研究等。结合前人的研究成果发现在两两导通方式下采用PWM_ON_PWM调制方式能够有效地抑制电流换相时产生的转矩波动，三相导通方式还能进一步提高电机绕组的利用率，极大地减小了电流换相引起的转矩波动。并根据BLDCM的组成单元和控制方式与运行原理，介绍了电机的数学模型与运动方程。

  然后，介绍了BLDCM在无传感器控制技术下的几种常用的启动方法，并提出采用二次定位的三段式启动法作为启动方法;对线反电动势法控制无位置传感器的无刷直流电机的工作原理与工作过程进行了讨论研究，通过观测出的线反电动势信号，取其最大值除以电机反电动势系数，获得电机转速，再对转速进行积分就可以获得转子的具体位置了;本文还在Simulink平台下建立了无刷直流电机控制系统的仿真模型，在该模型平台上进行了相应的仿真验证。

  最后，在通过理论分析与仿真验证的基础上，利用Microchip（微芯）公司的dsPIC33FJ16MC304单片机完成了本设计相应的硬件平台的搭建，并详细介绍了其对应的硬件电路的实...

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