随着国民经济的飞速发展,传统的电机已无法满足当前工程的要求,其作用也由过去简单的起停控制、提供动力上升到要求对其速度、位置、转矩等进行精确的控制,并能实现快速加速、减速、反转以及准确停止等,使被驱动的机械运动符合于集的要求。在集成电路、现代电子技术及控制理论飞速发展的今天,电机控制技术也得到了飞快的发展,电机控制器也由模拟分立元件构成的电路向数模混合、全数字方向发展。本论文主要研究了FPGA芯片在电机控制器中的应用。 论文首先对无刷直流电机系统进行了综合性论述。对系统的组成、及系统中主要部分:如位置传感器、逆变器和功率器件、供电直流电源进行了较详细的说明;并且提出了与本研究相关的控制机理和实施方案。 其次,论文对FPGA芯片的特点及配置电路、以及以FPGA-FLEX10K10为核心的控制器电路的组成进行了较详细的论述;同时对超高速集成电路硬件描述语言(VHDL)的特点和应用进行了研究;并提出了应用FPGA芯片对电机速度进行控制的系统构成及工作原理。 论文还对FPGA芯片与DSP芯片共同完成电机控制的方案进行了论述,利用ALTERA公司的FPGA芯片完成了电机控制器的设计、制造和调试,并在此基础上分析研究了利用此控制器对无刷直流电机进行调速控制的方法;两种控制器共同工作,组合方便、功能强大,适合在高精度、高效、宽变速控制的应用场合下,可对电机实现精度更高、策略更复杂的控制。 论文最后还对在具体产品中的应用效果及行了简单分析。
上传时间: 2013-08-04
上传用户:小鹏
盘式永磁同步电动机是一种性能优越、但结构特殊的电动机。作为一种理想的驱动装置,其应用范围遍及航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。本文利用稀土永磁材料钕铁硼的高矫顽力,提出了一种省却了铁心的双转子、单定子结构盘式无铁心永磁同步电机,进一步减轻了电机的质量并消除转矩脉动。 对电机的设计、性能预测都离不开电机电磁场的计算。不同于传统的圆柱式径向磁通电机,盘式无铁心电机是轴向磁通电机,外加其无铁心的结构,决定了该电机的磁场呈三维、开域分布。对它的电磁场分析,不能采用对待径向磁通电机的化为二维磁场的分析方法。 本文研究的重点内容分为两部分:(1)在盘式无铁心永磁同步电机的结构上,建立其磁场三维模型,由三维有限元法计算三维电磁场,分析计算结果,并总结出盘式无铁心永磁同步电机的磁场分布规律。 (2)在磁场计算的基础上,将Halbach型永磁体阵列的理论应用到磁钢设计中来,提出磁钢结构优化方案,研究出适合于盘式无铁心永磁同步电机的磁钢结构,以获得理想的磁场波形和磁密值。 本文首先从磁路计算的方法入手,通过磁路计算分析出盘式无铁心永磁同步电机的磁场分布特点。其后直接运用三维有限元法求解该电机的电磁场,分析计算结果。为了获得低漏磁、高气隙磁密值、正弦形的气隙磁场分布,本文先后提出普通轴向充磁磁钢结构、不等厚轴向充磁磁钢结构并将Halbach阵列的理论应用到盘式无铁心永磁同步电机的磁刚结构优化中,讨论了三种不同角度的Halbach型永磁体阵列。最后为了简化磁钢的加工工艺,将不等厚永磁体阵列与Halbach永磁体阵列相结合,提出了最经济、有效的改进型Halbach永磁体阵列,给出具体磁钢尺寸,并运用ANSYS软件对各种磁钢结构产生的磁场进行结果仿真。
上传时间: 2013-06-23
上传用户:zhaoq123
目前见到的许多关于直流电机的测速与控制类文献中,以研究无刷直流电机较多,采用PID算法,PWM调速的居多。这些文献所采用的控制器一般都是Motorola公司的MC33035,MICROLlinear公司的ML4425/4428,诸如Infineon的嵌入式单片机C504或采用通用的PWM芯片如SG3524、TL494等。采用这些ASIC芯片,虽然能实现直流电机的无级调速,但还存在一些问题,如无法与计算机直接接口,许多较为复杂的控制算法无法在不增加硬件成本的情况下实现,控制器的人机界面不理想。总的来讲,控制器的智能化程度不高,可移植性差。虽然采用PWM芯片来实现电机无级调速的方案成本较低,但当控制器针对不同的应用场合增加多种附加功能时,其灵活性不够,而且反而增加硬件的成本。还有一些使用PLC控制器或高档处理器芯片(如DSP器件)的文献,它们虽然具有较高的控制性能,但由于这些高档处理器价格过高,需要更多的外围器件,因此也不具备在通常情况下大规模使用的条件。 从发展趋势上看,总体的研究方向是提出质量更高的算法和调速方案,以及在考虑成本要求的前提下选择适合这种算法的核心控制器。 在研究方法上,有的采用软件仿真,从理论作深入的研究;有的通过实践总结提出一些具有使用价值的实践方法。其中常见的有PID算法,模糊PID算法,结合神经算法的PID算法等;在调速方案上,有采用普通的PWM调速,也有特殊PWM(PWM-ON-PWM)调速以及其它调速方式。另外电机转速测量方案通常有光电式和磁电式,也有用超声波测量的方案。 直流电机,尤其是永磁直流无刷直流电机(PM-BLDC),由于其固有的许多特点,在加上我国的稀土资源丰富,被众多电机专家认为是21世纪的新型换代产品。随着半导体集成电路,电力电子器件,控制原理和稀土材料工业的发展,可以预见这种产品必然会逐步取代传统结构的交流电动机加变频调速器的模式,近年来已广泛应用于家电、汽车、数控机床、机器人等更多的领域。
上传时间: 2013-06-25
上传用户:坏天使kk
随着经济的发展,科学技术的进步,永磁电机的研发和控制技术都有了快速的发展。永磁电机的发展也带来了永磁电机控制器的发展,电机控制器已经由传统的模拟元件控制器,逐渐转向数模混合控制器、全数字控制器。基于现场可编程门阵列(FPGA——Field Programmable Gate Array)的新一代数字电机控制技术得到越来越多的关注。现在的FPGA不仅实现了软件需求和硬件设计的完美集合,还实现了高速与灵活性的完美结合,使其已超越了ASIC器件的性能和规模。在工业控制领域,FPGA虽然起步较晚,但是发展势头迅猛。 本文在介绍了传统无刷直流电机控制技术的基础上,分析了采用FPGA实现电机控制的优点。详细介绍了使用硬件编程语言,在FPGA中编程实现永磁无刷直流电机速度闭环控制的各个关键环节,如:PI调节器、数字PWM等等。在实现永磁无刷直流电机速度闭环控制的同时,将速度检测环节采用FPGA实现,减小了系统硬件开销。在实现单台永磁无刷直流电机速度闭环控制的基础上,本文在一片FPGA芯片上实现了多台永磁无刷直流电机的速度闭环独立控制系统。介绍了采用FPGA进行多台电机控制具有独特的优势,这些优势使得FPGA在实现多台电机控制时非常方便,具有单片机(MCU)和数字信号处理器(DSP)无法比拟的优点。文中对基于FPGA的单台和多台永磁无刷直流电机控制系统分别进行了实验验证。 FPGA编程灵活,设计方便,本文在FPGA中实现了各种不同的PWM调制方式。从电路方面详细分析了采用不同的PWM调制,换相时无刷直流电机母线的反向电流问题。借助FPGA平台,对各种PWM调制方式进行了实验,对理论分析进行了验证。 另外,本文介绍了目前非常流行的一种FPGA图形化设计方法,即基于XSG(Xilinx System Generator)的FPGA设计。这种设计方法具有图形化、模块化的优点,大大方便了用户的FPGA开发设计。在XSG中建立的仿真系统,区别于传统的Simulink仿真,可以直接生成相应的硬件编程语言代码下载到FPGA中运行。本文借助XSG软件设计在XSG/Simulink中实现了永磁同步电机矢量控制系统的混合建模算法,并进行了仿真。
上传时间: 2013-04-24
上传用户:wangyi39
针对无位置传感器无刷直流电机的位置检测问题,本文应用单片机成功地实现了一种软件检测方法,并给出了实测波形加以验证。关键词: 无刷直流电机 无传感器 位置检测Abstract: As to the position-detecting problem of sensorless brushless DC motor, a softwarerealization by microcomputer is proposed successfully in the paper. Experiment results are also presented to verify the method.Keywords: brushless DC motor, sensorless, position detecting
上传时间: 2013-11-01
上传用户:aappkkee
该文介绍了开关磁阻电机的基本原理,设计了一种用80C196 单片机实现的开关磁阻电机驱动系统,并对该开关磁阻电机调速系统的性能进行了实验与测试,实验证明该系统运行可靠。开关磁阻电动机是磁阻电动机与电子开关驱动控制器组成的控制装置,又称开关磁阻电机驱动系统(Switched Reluctance Motor drive,简称SRD)。电机结构简单坚固,运行可靠,系统具有启动转矩高、启动电流低、调速范围宽、运行效率高,特别适用于频繁启停及正反转运行,使得SRD 成为交,直流电机驱动系统以及无刷直流电机驱动系统的强有力竞争者。目前,SRD 已用于多个领域,如:电动车驱动、家用电器、伺服与调速系统等许多领域。本文设计了一个以 80C196 单片机为控制核心的SRD 的控制系统,充分利用了SRD 电机控制方式灵活的特点,采用数字化控制系统对SR 电机进行控制,简化了硬件电路,提高了系统的可靠性。
上传时间: 2013-11-05
上传用户:18711024007
过去几年电机控制需求已经发生显著变化,越来越重视安全、环保、性能和成本缩减。本会议将介绍飞思卡尔MCU系列如何满足永磁同步电机(PMSM)、无刷直流电机(BLDC)和交流感应电机)ACIM)不断增长的需求,还将回顾电机控制功能及对S08、DSC、Kinetis及PX系列MCU的定位。
上传时间: 2013-11-17
上传用户:zhangchu0807
dsPIC30F 在无传感器BLDC 控制中的应用本应用笔记描述了一种完全可行且高度灵活的软件应 用,使用dsPIC30F 来控制无传感器无刷直流 (brushless DC,BLDC)电机。 此软件将dsPIC30F 外 设广泛应用于电机控制。所实现的无传感器控制算法特 别适用于风扇和泵。 程序使用C 语言编写,经过特别优 化,并附有详细的注释以便于理解和程序修改。
上传时间: 2014-11-15
上传用户:klin3139
本教程讲了BLDC无刷直流电机的构造及其工作原理及转矩/转速特性
标签: BLDC电机
上传时间: 2015-05-19
上传用户:钟磬音1994
本应用笔记描述了一种完全可行且高度灵活的软件应 用,使用 dsPIC30F 来控制无传感器无刷直流 ( brushless DC, BLDC)电机。 此软件将 dsPIC30F 外 设广泛应用于电机控制。所实现的无传感器控制算法特 别适用于风扇和泵。 程序使用 C 语言编写,经过特别优 化,并附有详细的注释以便于理解和程序修改。
标签: dsPIC BLDC 30F 30 无传感器 控制 中的应用
上传时间: 2016-08-05
上传用户:mmf4125