單片機(jī)永磁無刷電機(jī)驅(qū)動及速度控制系統(tǒng).pdf

1、永磁直流電機(jī)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和工農(nóng)業(yè)的各個方面，它具有功率密度高、效率高、控制性能穩(wěn)定、輸出扭矩大等優(yōu)點。隨著時代的發(fā)展，永磁直流電機(jī)的應(yīng)用會更多。近年來，永磁直流電機(jī)在電動汽車上的應(yīng)用越來越多，而無位置傳感器控制技術(shù)不但可以降低成本，減小體積，并且由于簡化了設(shè)計還提高了系統(tǒng)的可靠性。那么，對于電動汽車用永磁直流電機(jī)無位置傳感器的控制技術(shù)研究成為熱門方向。所以，在線檢測電機(jī)性能并對重要參數(shù)進(jìn)行辨識對電動汽車電機(jī)的控制和故障診斷有著重

2、要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。
　　換相過程中產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)矩，是我們在研究無刷直流電機(jī)各項性能指標(biāo)時，非常關(guān)心的一個問題。定子齒槽的存在使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時的氣隙磁阻發(fā)生變化，產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，會帶來額外的脈動電樞效應(yīng)。一方面使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中不斷發(fā)揮增磁和去磁作用，另一方面引起氣隙磁場畸變，都會帶來轉(zhuǎn)矩脈動。無刷直流電機(jī)工作在三相六狀態(tài)時，定子磁場并非連續(xù)旋轉(zhuǎn)，而是以電角度的步距跳躍旋轉(zhuǎn)，因此會產(chǎn)生換相轉(zhuǎn)矩脈動。除電機(jī)結(jié)構(gòu)因素外，電流換相噪聲是引

3、起轉(zhuǎn)矩脈動的主要原因。為了減小換相過程中相電流的變化，本課題設(shè)計過程中，使用了stm8s系列芯片專門為電機(jī)控制設(shè)計的“換相事件(COM)”功能，在很大程度上抑制了換相過程中出現(xiàn)的電流噪聲。
　　本文主要進(jìn)行了如下的研究工作:
　　第一部分是對永磁直流電機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，以及優(yōu)缺點進(jìn)行了概述。
　　第二部分首先介紹無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，之后對無刷直流電機(jī)的工作原理進(jìn)行詳細(xì)介紹。
　　第三部分重

4、點介紹了無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，為控制電機(jī)提供了理論依據(jù)。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)之上，研究了無刷直流電機(jī)的運行特性，運行特性是指電機(jī)在啟動、正常工作和調(diào)速的情況下，電機(jī)外部各可測物理變量之間的關(guān)系。為優(yōu)化電機(jī)控制提供了依據(jù)。
　　最后完成了無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，包括硬件控制電路和功率變換電路的設(shè)計，還有基于單片機(jī)的軟件系統(tǒng)的設(shè)計。實驗表明，使用意法半導(dǎo)體公司的stm8系列單片控制無刷直流電機(jī)可以在很大程度上抑制換相噪聲。