電動車無刷直流電機無位置傳感器控制研究.pdf

1、本文以48V，250W，3相6極無刷直流電動機作為研究對象，建立了基于單片機的全數(shù)字化無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)。圍繞無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)--轉(zhuǎn)子位置檢測、零起動和調(diào)速控制等三個方面進(jìn)行了深入的研究，并進(jìn)行了實驗驗證。 本文首先分析了無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置信息檢測各種方法，針對具體的無刷直流電機，確定了在PWM“ON”期間檢測反電勢過零點實現(xiàn)無刷直流電機無位置傳感器的方案。針對反電勢法“延遲30°

2、換相”的原理和濾波環(huán)節(jié)引起的相位滯后采取定時計數(shù)方法進(jìn)行延時處理，該法能對由位置檢測電路造成的相位滯后進(jìn)行實時修正，滿足了應(yīng)用的需求。建立起了相應(yīng)的硬件檢測、軟件處理模塊。 針對實現(xiàn)無刷直流電機采用無轉(zhuǎn)子位置傳感器運行時零初始速度起動的問題，綜合效果、成本等各方面因素，確定了“三段式”法實現(xiàn)無位置傳感器無刷直流電機的零起動的方案。對轉(zhuǎn)子“預(yù)定位”階段的導(dǎo)通順序、施加驅(qū)動電流方式；外同步加速階段的旋轉(zhuǎn)方向選擇、加速驅(qū)動波形的確定和

3、自動換向切換階段的切換條件等問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析。確定了具體的實施方案，設(shè)計了相應(yīng)的處理軟件。 為了全面改善無刷直流電機調(diào)速系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。本文采用由電流環(huán)和速度環(huán)構(gòu)成的雙閉環(huán)串級調(diào)速控制系統(tǒng)。其中，電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)，快速抑制負(fù)載電流和電壓等擾動，提高系統(tǒng)的抗干擾力；速度環(huán)作為外環(huán)調(diào)節(jié)，保持轉(zhuǎn)速與給定無靜差，改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 本文設(shè)計了以美國Cypress公司的PSoCTM為控制芯片的電