【摘 要】
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无刷直流电机因具有操作简单、运行效率高、日常维护方便等优点,被广泛应用于工业、智能家居中。传统的无刷直流电机中的位置传感器削弱了系统的抗干扰性,使得电机故障率升高,而采用无位置传感器无刷直流电机可以避免此问题。但是,无位置传感器无刷直流电机转子位置检测是抑制电机换相过程中产生的转矩脉动的关键问题所在。因此,研究无位置传感器无刷直流电机转子位置检测和转矩脉动抑制控制策略具有重要意义。本文首先说明了无
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无刷直流电机因具有操作简单、运行效率高、日常维护方便等优点,被广泛应用于工业、智能家居中。传统的无刷直流电机中的位置传感器削弱了系统的抗干扰性,使得电机故障率升高,而采用无位置传感器无刷直流电机可以避免此问题。但是,无位置传感器无刷直流电机转子位置检测是抑制电机换相过程中产生的转矩脉动的关键问题所在。因此,研究无位置传感器无刷直流电机转子位置检测和转矩脉动抑制控制策略具有重要意义。本文首先说明了无刷直流电机的基本结构和工作原理,建立了无刷直流电机的数学模型,为后续理论分析奠定了基础。其次,针对反电动势过零点检测法在电机低速运行时不易获取反电动势值,导致无法准确检测转子位置的问题,采用线电压差与反电动势相结合,并结合双极性PWM调制方式,以此获取电机不同转速下的转子位置信息。最后,针对无刷直流电机换相过程产生的转矩脉动问题,采用电流预测与直流母线法相结合的方法,将绕组的相电流作为控制目标,根据电流变化推算出控制器中开关的占空比,使电机换相期间定子绕组中的导通相与非导通相的电流变化率相等。仿真实验结果表明,所提出的方法可在电机较宽的转速范围实现转子位置的检测,且检测率较高,同时避免了不同PWM调制方式的影响。对于转矩脉动抑制,所提的方法亦可有效抑制电机全速范围内换相产生的转矩脉动。本文还搭建了无位置传感器无刷直流电机控制系统,对硬件电路和软件程序进行设计,通过实验对所设计的控制系统进行验证,实验结果表明该系统具有较高的可行性和稳定性。图[52]表[2]参[66]
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