【正文】 act …………………………………………………………………………………... II第一章 緒論……………………………………………………………………………… ... 1 課題研究的背景與意義………………………………………...…………………...1 國內(nèi)外相關(guān)研究………………..………………………………… .. 2第二章 反電動(dòng)勢(shì)法轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)的工作原理…………………………………………….4 無刷直流電動(dòng)機(jī)的組成….……………………………………………. …4 無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理……………………………………….……………. …6 無刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型……………………………………. …8第三章 無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制與換向分析 …………………………………10 反電動(dòng)勢(shì)過零檢測(cè)與誤差分析 ……………………………………………………10 ……………………………………………. …13第4章 無位置傳感器控制電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置確定與起動(dòng)策略…………………...…...21 轉(zhuǎn)子初始位置的確定………………………………………………………….…21 起動(dòng)方法的選擇………………………………………………………………...…22 控制方法的確定………………………………………………………………...…22總 結(jié) …….……………………………………………………..…………………………....24致 謝 …….……………………………………………………..…………………………....25參考文獻(xiàn) …….……………….....………………………………..………………………….26 摘要 無刷直流電機(jī)以電子控制線路代替機(jī)械電刷和換向器實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的換相，集有刷直流電機(jī)和交流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)于一體，是當(dāng)今最高效率的調(diào)速電機(jī)。采用無位置傳感器控制技術(shù)，不但可以克服位置傳感器的諸多弊端，而且能進(jìn)一步拓寬無刷直流電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。 近二三十年來眾多的院校、科研機(jī)構(gòu)對(duì)無刷直流電機(jī)控制的研究大多集中在“無位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)”、“起動(dòng)”、“轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)”等幾個(gè)方面。而且現(xiàn)有的各種位置傳感器檢測(cè)及無位置傳感器的位置檢測(cè)方法都不可避免地存在轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)誤差，這個(gè)誤差就會(huì)使電機(jī)偏離正常換相點(diǎn)，發(fā)生換相超前或滯后，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)，震動(dòng)和噪聲加大，效率降低，電機(jī)電流過沖，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致?lián)Q相失敗，使得電機(jī)失步或使驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)生故障保護(hù)等致使電機(jī)產(chǎn)生振蕩及停轉(zhuǎn)。在分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選用反電動(dòng)勢(shì)過零檢測(cè)法，詳細(xì)敘述了這種方法的檢測(cè)原理，定性地分析了轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)誤差產(chǎn)生的原因。本論文設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的總體方案，并介紹了其中的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞：無刷直流電機(jī)，無位置傳感器，反電動(dòng)勢(shì)過零檢測(cè)，換相 I ABSTRACT The brushless DC motor(BLDC), with the electrical circuit to replace themechanical brush and the mutator, is one of the most high effective motor currentlyfor bining the advantages of both AC motor and DC motor. The introduction ofsensorless control technology not only surmounts the deficiency of sensor’s precisionand installation but also impulses the application realm of BLDC. Nowadays,sensorless control technology has been the major direction of BLDC control strategies. In recent decades, most institutes focuses on the issues – detection of rotor positionwithout position sensor, the problems on motor starting, the ripple of torque , the sensorless control technology has many problems, and the very importantone is the leading or delaying mutation caused by unavoidable errors in both sensorand sensorless control strategies. These errors may cause the vibration, noise, and lowefficiency, high current impulse even lead to failure mutation and out of step. By introducing and paring the mainstream sensorless control methods, the zerocross detection of Back Electromotive Force is adopted and presented specifically in the paper. And also the paper gives the qualitative analysis of the rotor position detection error. Then the paper deeply analyzes the BLDC mutation with threephase Yconnected windings in sixstate operate mode, and discusses specifically on the three situation: mutation correcting, leading and delaying. The phase current analytical expressions in three situations are deduced. It can lay a foundation of the online transient current optimized control when the motor works at mutation failure. The paper focuses on some key points and proposes the corresponding control scheme. Finally, based on the experiment platform, the issues on BLDC operation and mutation are discussed. The paper obtains the coherent results with theory simulation and analysis.Keywords: BLDC, Sensorless, Back electromotive force zerocrossing detecting,Commutation. 第一章 緒論 課題研究的背景與意義無刷直流電機(jī)(Brushless DC Motor，BLDC)是近年來隨著電力電子的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速發(fā)展成熟的一種新型電機(jī)。其主要特點(diǎn)如下：① 無刷直流電機(jī)因?yàn)闆]有電刷與換向器，同時(shí)消除了電機(jī)的摩擦損耗和電損耗，使得它具有噪聲低、效率高、可靠性高、壽命長等特點(diǎn)。稀土永磁材料的高磁能積使得電機(jī)的重量降低，體積明顯減小，還具有可靠性高、維護(hù)方便、結(jié)構(gòu)簡單、特性好、散熱容易、轉(zhuǎn)速不受機(jī)械換向限制、噪聲小、基本上不需要維護(hù)等一系列優(yōu)點(diǎn)。尤其適合工作在高溫、冷凍、有腐蝕物質(zhì)、空氣污濁等環(huán)境及振動(dòng)、高速運(yùn)行等條件下。在商務(wù)設(shè)備等辦公自動(dòng)化、工廠自動(dòng)化、汽車和家電方面以及其它如航天航空、醫(yī)療器械等高科技領(lǐng)域都獲得了快速增長[3][4]。由于無刷直流電機(jī)無法自動(dòng)換向，因此運(yùn)行時(shí)需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置信號(hào)，以控制逆變器功率管的換流，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的同步運(yùn)行。由此可見，雖然帶位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方式簡單、方便。在很多特殊場(chǎng)合，比如空調(diào)中的壓縮機(jī)電機(jī)，由于工作環(huán)境差，必須采用無位置傳感器的方式。另外現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)是集電機(jī)技術(shù)、材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)于一體的新技術(shù)。從發(fā)展趨勢(shì)來看，以數(shù)字信號(hào)處理器(DSP：Digital Signal Processor)為核心的數(shù)字控制電路將代表無刷直流電機(jī)控制器的發(fā)展方向。近年來，各種高速、高集成度的電機(jī)控制專用數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP 及其軟件與開發(fā)工具的出現(xiàn)，為無刷直流電機(jī)的數(shù)字控制提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。而且我國是世界最大的稀土資源大國，稀土永磁材料和永磁電機(jī)的科研水平已達(dá)到了國際先進(jìn)水平，所以無刷直流電機(jī)的發(fā)展對(duì)我國來說，更是具有重大的意義[2]。 國內(nèi)外相關(guān)研究 無刷直流電機(jī)的研究現(xiàn)狀 無刷直流電機(jī)是