電動(dòng)車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制研究.pdf

1、無(wú)刷直流電機(jī)利用電子換相代替機(jī)械換相，不但具有直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能，而且體積小、效率高，在許多領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用，特別是電動(dòng)車(chē)用直流電機(jī)的應(yīng)用上。采用無(wú)位置傳感器控制技術(shù)之后，不但可以降低電機(jī)的制造成本，而且使得無(wú)刷直流電機(jī)的使用壽命以及維修簡(jiǎn)便性都有了大大提高。目前，無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制己成為無(wú)刷直流電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向。
　　 本文縱觀了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)的興起、發(fā)展與現(xiàn)狀，概括了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)無(wú)位置傳

2、感器控制技術(shù)的現(xiàn)有水平及存在的問(wèn)題。以研制、開(kāi)發(fā)電動(dòng)車(chē)用無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制器為依托，針對(duì)其無(wú)位置傳感器控制技術(shù)中的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題——轉(zhuǎn)子位置信息檢測(cè)和零起動(dòng)問(wèn)題，提出并設(shè)計(jì)了新的更適用的轉(zhuǎn)子位置信息檢測(cè)硬件檢測(cè)和零起動(dòng)硬件電路。從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面對(duì)這些問(wèn)題展開(kāi)了較為全面的研究和討論。
　　 (1)針對(duì)傳統(tǒng)無(wú)位置傳感器控制策略計(jì)算量大、可靠性不高、30°軟件延時(shí)等缺點(diǎn)，基于無(wú)刷直流電機(jī)反電勢(shì)過(guò)零檢測(cè)的原理，分析了三相端電

3、壓與中性點(diǎn)的關(guān)系，提出了一種可完全替換3相霍爾位置傳感器的硬件設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)傳感器運(yùn)行。
　　 (2)利用硬件RC濾波電路對(duì)檢測(cè)到的反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻進(jìn)行30°電角度延時(shí)，針對(duì)由于電機(jī)的速度變化會(huì)使得30°電角度延時(shí)的不準(zhǔn)確，從而導(dǎo)致逆變器換相不準(zhǔn)確，引起電機(jī)的失步的問(wèn)題，提出了在硬件電路中設(shè)計(jì)相位自補(bǔ)償電路的想法，克服了以往傳統(tǒng)方法相位補(bǔ)償不準(zhǔn)確的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
　　 (3)對(duì)已有的

4、各種電機(jī)零起動(dòng)方案利弊進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用的需要，綜合成本、實(shí)現(xiàn)難易程度等各方面因素的考慮，本課題提出了新的“三段式”零起動(dòng)方案，并設(shè)計(jì)零起動(dòng)硬件電路。對(duì)各個(gè)階段中的一些關(guān)鍵問(wèn)題——轉(zhuǎn)子預(yù)定位過(guò)程中PWM控制輸出的頻率選擇、電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的選擇和電機(jī)由抖動(dòng)轉(zhuǎn)向自控運(yùn)行狀態(tài)等問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定了具體的實(shí)施方案。
　　 (4)推導(dǎo)并分析了無(wú)刷直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型及其控制特性，基于Matlab/Simulink建立了BLDC