無刷直流力矩電機伺服驅動系統(tǒng)研究與設計.pdf

1、無刷直流力矩電機克服了直流電機的諸多缺陷，具有力矩系數(shù)大、過載能力強、散熱條件好、沒有換向火花、可靠性高、控制靈活等優(yōu)點，近來在高精度伺服領域，特別是高精度伺服轉臺上得到了廣泛應用。本文基于此背景展開了對無刷直流力矩電機伺服驅動系統(tǒng)的研究。
　　首先，系統(tǒng)地闡述了無刷直流力矩電機伺服驅動系統(tǒng)的系統(tǒng)組成與運行原理。無刷直流力矩電機伺服驅動系統(tǒng)包括電機本體、磁極位置檢測、功率放大以及控制裝置，本文詳細分析了上述各部分的功能特點；接著重

2、點研究了無刷直流力矩電機的矢量控制方法，對比分析了常用的幾種矢量控制方案，根據(jù)轉臺伺服系統(tǒng)對驅動系統(tǒng)響應速度快、力矩波動小、力矩輸出線性度好的要求選擇了id=0的矢量控制策略，并給出了具體的實現(xiàn)方法。
　　接著，進行了系統(tǒng)的軟硬件設計。硬件方面，以TMS320F2812作為主控制芯片；位置傳感器選擇抗干擾能力強、輸出信號幅值大的無刷旋轉變壓器，應用AD公司的軸角轉換芯片AD2S80設計了軸角轉換電路；功率放大部分采用了AC-DC-

3、AC的拓撲結構，逆變器采用正弦脈寬調制（SPWM）控制的三相電壓型逆變器，以富士公司的IGBT模塊作為功率管，選擇IR公司的IR2136作為功率管驅動芯片并設計了相關的外圍電路；設計了完備的包護電路使系統(tǒng)能夠安全可靠運行；文中還針對若干具體工程實現(xiàn)問題進行了探討，例如A/D采樣延時問題，旋變信號處理問題等，提出了改進方案并予以實現(xiàn)。軟件方面，在TI的集成開發(fā)環(huán)境CCS2.1中進行了系統(tǒng)的軟件開發(fā)，文中給出了軟件總體結構框圖以及各子模塊的