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无刷直流电机无位置传感器控制研究

更新时间：2020-03-27 00:22:13 大小：6M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：无刷直流电机无位置传感器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

永磁无刷直流电机凭借其结构简单、运行效率高、调速性能好以及维护方便等一系列优点被广泛应用于各个领域。无刷直流电机一般都安装霍尔位置传感器用于检测转子位置，为电机提供换相信号，但位置传感器不仅会增加电机的体积和成本，而且还有易受外界干扰、难以维护等缺陷;因此，无刷直流电机无位置传感器控制技术的研究具有重要的理论意义和良好的实用价值。

    本文首先分析了无刷直流电机的工作原理、数学模型及工作特性，在传统反电势法检测转子位置的基础上提出了一种改进的反电势法:根据PWM调制状态对反电势与端电压关系的影响，在功率开关PWM调制期间，针对不同占空比分别在功率开关导通和关断时检测反电势过零点，并设计了相应的硬件检测电路。该法能够有效地避免高频开关的干扰，硬件电路中可以省略滤波器环节，简化了硬件电路设计，以及滤波器导致检测结果产生相移而需要补偿的繁琐过程。另外，针对电机定子绕组不对称等因素造成反电势过零点分布不均问题，提出了一种优化的移相时间设置方法，使得转子的换相时刻更为精准。

    其次，通过分析无刷直流电机无位置传感器控制常用的启动方法，在此基础上提出了一种复合的启动方法。该方法运用三段式启动法的转子定位技术对转子进行预定位，再运用脉冲检测法实现转子的加速和切换过程。该方法不仅简化了三段式法复杂的加速和切换过程，解决了该过程中可能出现的失步现象，而且转子的预定过程比脉冲检测法简单;由于使用脉冲对转子位置进行检测，使得转子加速和切换过程平稳可靠。

    最后，以单片机为控制核心，设计了无刷直流电机无位置传感器双闭环串级调速的硬件系统和软件系统，以电动车用轮毂式无刷直流电机为控制对象，搭建试验平台，对文中提出的方案进行验证，并对实验结果进行了分析。实验结果表明，提出的方案能够实现各自的功能，设计的软硬件系统能够实现无刷直流电机的无位置传感器控制。

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