无位置传感器无刷直流电机调速系统研究

无位置传感器无刷直流电机调速系统研究

论文摘要

伴随着生活水平的日益提高和全球变暖趋势的不断加重,人们对空调机的需求不断增加,与此同时,伴随着世界能源的日益紧张和人们对高效节能概念认识的不断深入,空调机的变频技术以其高效率、低能耗的特点和优势受到了各大空调厂商的亲睐,已经成为主流空调机控制技术的首选。本课题旨在运用变频控制技术设计一套空调压缩机用无位置传感器无刷直流电机的调速系统。论文首先根据设计功能和指标提出调速系统的总体设计方案,着重地介绍了系统的电流检测方案,位置检测方案及PWM调制的电流、转速双闭环控制策略,并对总体方案中硬件、软件两方面设计的重点和难点分别进行了介绍和分析。然后,根据提出的整体设计方案设计了系统的硬件电路,论文重点对系统中所使用的反激式开关电源模块变压器参数的计算和磁芯材料选择、整流器件选型及位置检测电路中所采用的三阶低通滤波电路设计进行了介绍,同时还完成了对驱动电路、控制电路及过、欠压保护电路的设计及原理图绘制。其次,针对本系统需要实现的功能进行了软件部分的设计。具体对下位机主循环程序及“三段式”起动、绕组换相、闭环调速、下位机通讯、上位机控制等各个功能服务子程序的实现进行了流程设计和代码编制。最后,搭建起了系统的实验平台,对系统进行了软、硬件的联调,通过PI参数调试,使系统初步达到了性能要求,证明了方案的可行性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题来源
  • 1.2 无刷直流电动机系统的发展状况
  • 1.3 无刷直流电动机调速国内外的研究动向
  • 1.3.1 无位置传感器技术
  • 1.3.2 转矩脉动的抑制
  • 1.3.3 先进控制算法的研究
  • 1.4 课题背景及选题意义
  • 1.5 本文的主要工作及内容安排
  • 第2章 系统方案设计
  • 2.1 引言
  • 2.2 系统的设计要求
  • 2.3 系统的硬件方案设计
  • 2.4 转子位置的检测和定子绕组换相方案
  • 2.5 电流检测方案
  • 2.5.1 电流检测方案介绍
  • 2.5.2 新型电流检测方案介绍
  • 2.6 闭环调速方案
  • 2.7 课题设计的重点
  • 2.8 本章小结
  • 第3章 系统的硬件电路设计
  • 3.1 引言
  • 3.2 电源模块的设计
  • 3.2.1 电源电路设计
  • 3.2.2 开关电源参数设计
  • 3.3 端电压位置检测电路的设计
  • 3.4 逆变开关电路的设计
  • 3.5 控制电路设计
  • 3.6 保护电路的设计
  • 3.7 本章小结
  • 第4章 系统软件设计
  • 4.1 引言
  • 4.2 软件整体设计的论述
  • 4.3 下位机主程序设计
  • 4.4 “三段式”起动服务子程序的设计
  • 4.4.1 外同步加速子程序设计
  • 4.4.2 内、外同步切换子程序的设计
  • 4.5 绕组换相服务子程序
  • 4.6 闭环调速服务子程序
  • 4.7 下位机通讯服务子程序设计
  • 4.8 下位机中断及其优先级的设置
  • 4.9 上位机程序设计
  • 4.10 本章小结
  • 第5章 实验结果与分析
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验系统组成
  • 5.3 实验结果及分析
  • 5.3.1 电流检测策略
  • 5.3.2 反电动势及相电流观测
  • 5.3.3 转速上升时间的观测
  • 5.4 转速误差分析
  • 5.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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