线圈辅助磁阻型无刷直流电机无位置传感器控制系统研究

发布时间：2023-11-15 19:14

　　线圈辅助磁阻型无刷直流电机(Coil-assisted reluctance brushless DC motor,CAR-BLDCM)由两套完全对称的双凸极定转子结构构成,并且加入了辅助线圈结构辅助励磁,很好的解决了永磁体固有缺陷所带来的诸多问题,结构简单坚固、可靠性强、耐高温是其最大优点。电机的稳定运行需要实时准确的转子位置信息,位置传感器的加入增加了系统的复杂性,降低了系统的可靠性。针对电机特有的辅助线圈结构,本文提出一种新型无位置传感器控制策略。首先,本文通过多组ANSYS静态、动态仿真分析当辅助线圈通入高频电流脉冲时,电机在静止、运行状态下三相定子感应电动势与转子位置的关系,分别总结得出电机启动时的初始导通相和电机运行时的下一导通相的判别依据。然后,根据转子位置的判别依据,提出了基于三相定子感应电动势的无位置传感器控制方法,并通过与转速PID以及电流斩波控制的配合,搭建了基于Maxwell、Simplorer和Matlab三个软件联合仿真平台。通过仿真得到了电机在启动阶段与稳定运行阶段电流、转速、转矩特性,验证了控制系统在仿真上的有效性和可靠性。最后,在控制系统仿真理论的基础...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 选题的背景及意义
    1.3 SRM无位置传感器技术国内外研究现状
        1.3.1 电流波形检测法
        1.3.2 状态观测器法
        1.3.3 电流-磁链法
        1.3.4 互感法
        1.3.5 脉冲注入法
        1.3.6 调制法
        1.3.7 附加元件法
    1.4 本文研究内容
第2章 线圈辅助磁阻型无刷直流电机结构及工作原理
    2.1 线圈辅助磁阻型无刷直流电机结构拓扑
    2.2 线圈辅助磁阻型无刷直流电机静态特性
    2.3 线圈辅助磁阻型无刷直流电机数学模型
    2.4 电机工作原理
    2.5 基本控制方式
        2.5.1 电流斩波控制(CCC)
        2.5.2 电压斩波CVC(PWM)
        2.5.3 角度位置控制(APC)
    2.6 本章小结
第3章 基于Maxwell、Simplorer、Matlab联合仿真
    3.1 联合仿真概述
    3.2 系统模型的搭建
    3.3 Simplorer和 Maxwell数据交互端口设置
    3.4 Simplorer 与 Matlab 数据交互端口的设置
    3.5 本章小结
第4章 基于感应电动势的无位置传感器控制系统
    4.1 感应电动势概述
    4.2 励磁绕组感应电动势与转子位置的关系
        4.2.1 电机静止时励磁绕组感应电动势与转子位置的关系
        4.2.2 电机转动时励磁绕组感应电动势与转子位置的关系
    4.3 基于感应电动势的无位置传感器控制策略
    4.4 基于感应电动势的无位置传感器控制策略联合仿真
    4.5 本章小结
第5章 电机实验控制系统研究
    5.1 硬件控制系统设计
        5.1.1 控制芯片
        5.1.2 功率逆变电路及其驱动电路
        5.1.3 检测电路设计
    5.2 软件设计
    5.3 实验分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3864345