无刷直流电机以体积小、重量轻、效率高、调速性能好、无换向火花及无励磁损耗等诸多优点被大量应用于家电、交通、医疗器械、数控机床及机器人等领域,现代工业的快速发展对无刷直流电机控制系统的性能要求也越来越高。可以预见,随着永磁材料和电力电子器件价格进一步的降低,无刷直流电机驱动理论的研究不断深入,无刷直流电机的应用前景将更加广泛。 本文通过阅读大量文献资料,介绍了无刷直流电机的发展现状、研究动态及工作原理等。在控制策略上,采用了基于智能控制思想的模糊控制,其特点是不依赖于对象模型,利用制定的控制规则进行了模糊推理从而获得合适的控制量。运用Matlab/Simulink对控制系统进行了建模和仿真,其中速度环采用模糊PI调节,电流环采用传统的PI调节,为后面的实验提供了理论分析的基础。 结合无刷直流电机的结构,利用电机内部的霍尔元件检测转子位置。根据模糊控制器的设计方法,给出了模糊控制查询表。采用TI公司的数字信号处理器TMS320F2812作为主控芯片,在硬件上设计了整流电路、逆变电路、驱动电路、调理及保护电路等;在DSP软件开发环境CCS下,采用C语言和汇编语言进行了混合编程,实现了转子位置信号的读取、PWM波的产生、AD采样、速度模糊PI调节及电流调节等功能。 通过对整个控制系统的软硬件联合调试,进行了相关实验。相对传统的控制系统,采用模糊PI控制的系统具有响应速度快、超调量小、稳定性好等优点。实验结果表明了无刷直流电机模糊控制系统设计的正确性。最后对整个设计进行了总结,对后续的工作给出了自己的见解。
上传时间: 2013-04-24
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无刷直流电机具有体积小、重量轻、效率高和转动惯量小等优点,另外它还具有和直流电机一样的调速特性,而没有直流电机复杂的机械换相设备,所以被广泛应用于伺服控制、数控机床、机器人等工业领域,现代工业的快速发展对无刷直流电机控制系统的性能提出了更高的要求。因此,研究具有响应速度快、调节能力强、控制精度高的无刷直流电机控制系统具有十分重要的意义。 直接转矩控制是一种高性能的电机控制方法,它已经成熟的应用在感应电机和永磁同步电机上,实现了优良的稳态性能和动态响应特性。本文通过大量的文献资料阅读,对无刷直流电机及其相关技术的发展、现状和趋势有了一个比较全面的理解,在此基础上,详细分析了无刷直流电机的数学模型,并提出了一套相应的直接转矩控制方案,建立了仿真和试验平台,进行了仿真分析和实验研究,获得了有价值的研究成果。 本文的主要研究内容包括: (1)详细分析了无刷直流电机的运行机理和数学模型,在此基础上阐述无刷直流电机直接转矩控制的基本控制机理,包括基于逆变器二二导通模式的空间电压矢量的定义和针对无刷直流电机具有非正弦波反电动势这一特点而推导的转矩计算公式等。 (2)提出了一套无刷直流电机直接转矩控制的具体实施方案,并根据这套方案建立了基于Simulink(Matlab)的无刷直流电机直接转矩控制的仿真模型,对所提出的控制方案进行了仿真分析。仿真结果验证了该方案在理论上的可行性。 (3)在理论研究的基础之上,设计研制了一套基于DSP+IPM的无刷直流电机直接转矩控制实验系统,编写了控制程序软件,进行了无刷直流电机直接转矩控制的实验。实验结果达到了预期的要求,证实了直接转矩控制在改善无刷直流电机动态调速性能上的优势。 本论文开展了继异步电机和永磁同步电机之后对无刷直流电机实现直接转矩控制的探索性研究工作。通过理论分析、计算机仿真和实验得出了一些有意义的经验和结论,为课题的进一步深入开展奠定了基础。
上传时间: 2013-07-11
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随着永磁同步电机在许多领域得到广泛应用,对永磁同步电机的研究成为一种必然的发展趋势,具有实际的意义和价值。本文采用TI公司专用于电机控制的TMS320F240型数字信号处理器作为核心,开发了全数字化的永磁同步电机矢量控制调速系统的软件,并在改进的清华电机控制试验平台上进行了带机试验,结果验证了系统设计方案的可行性。 本文首先深入的研究了永磁同步电机的矢量控制理论,建立了永磁同步电机数学模型,并在此基础上讨论了永磁同步电机的矢量控制调速方案;然后,以清华电机控制试验平台为基础介绍了控制系统硬件结构,其中主要论述了控制电路各部分及外围辅助电路的设计和调试。在硬件的基础上,软件采用汇编语言编程,实现了转速和电流双闭环矢量控制,并给出了系统主程序和PWM下溢中断处理程序流程图,永磁同步电机矢量控制的主要控制策略如转子相位的初始化、电流采样、速度位置采样、矢量坐标变换、sinθ、cosθ值生成、PI调节、空间电压矢量(SVPWM)模块等都是在PWM下溢中断服务子程序中完成的。为达到数值的统一,对软件中所采用的参数进行了定标。最后在基于硬件平台的基础上,对软件进行带机调试,试验表明电机能快速响应并跟踪给定转速,从而证明整个系统设计的正确性。 另外,本文还在MATLAB/SIMULINK的基础上,建立采用模糊神经网络控制器的永磁同步电机的仿真模型,仿真结果表明:该控制系统具有较好的位置响应和抗干扰能力强。 在论文的最后,对全文的工作做了总结。
上传时间: 2013-07-27
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本文首先对直线电机的原理和控制方法进行综述,然后利用Matlab进行仿真并作出简要分析。
上传时间: 2016-02-17
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双三相永磁同步电机直接转矩控制的研究,双三相永磁同步电机直接转矩控制的研究,
上传时间: 2019-07-10
上传用户:sjjy0220
提出了一种基于超前角控制的永磁同步电动机弱磁增速的方法, 着重介绍了此方法在轴直联式变频洗衣机中的应用和算法实践, 并提供了系统硬件组成和软件编程设计思路。
标签: 永磁同步电机
上传时间: 2021-12-12
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1引言随着高r能永磁材料、电力电了技术、大规模集成电路和计算机技术的发展,永同步电机PMSMD)的应用领城不扩大。由于对电机控制性能的要求越来越高,因此如何建立有效的仿真模型越来受到人们的关注。本文在分析永司步电机数学模型的基础上,提出了一种PMSM控制系统建模的方法,在此仿真模型基础上,可以十分便捷地实现和验证控制算法。因此,它为分析和设计PMSM控制系统提供了有效的手段,也为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。2永磁同步电机的数学模型[]水磁同步电动机三相绕组分别为U.v.w,各相绕组平面的轴线在与转子轴垂直的平面上,三相绕组的电压回路方程如下;式中,U L,为各相绕组两端的电压14A为各相的线电流,中uoyow为相统组的总磁链,R为定子每相绕组的电阳:P为微外算子(d/at).磁链方程为:
上传时间: 2022-06-22
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三相无刷直流电机是近年来迅速发展起来的一种新型电机,它利用电子换相代替机械换相,既具有直流电机的调速性能,又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点,并且体积小、效率高,在许多领域已得到了广泛的运用。本文首先介绍了三相无刷直流电机在国内外的发展及其控制系统的研究现状,详细论述了三相永磁无刷直流电机的构成、运行原理、特性分析和其转子位置信号的检测方法;然后设计了控制系统的硬件电路及相应软件,最后对设计的控制系统进行调试并分析了影响系统可靠性的因素及给出了相应解决的方案。根据控制系统的设计参数、成本及灵活性等各方面的要求,本控制系统设计了以Atmega8L单片机及ECN30206集成驱动器为核心的硬件平台。Atmega8L单片机对由ECN30206构成的功率驱动电路进行转速PID闭环控制、并定时采集电流信号对电流进行过流保护及采用Max7219串行显示转速、电流、相关故障信息,通过光电隔离对永磁无刷直流电机诸如转向等控制及接收外部信息,通过RS-485总线接口与外部其它系统交换信息、对各种信息进行分析处理、协调各部分的工作。
标签: 三相无刷直流电机控制系统
上传时间: 2022-06-27
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设计者根据对环境的需求,希望能不断开拓高级电机控制技术,用以制造节能空调、洗衣机和其他家用电器产品。到目前为止,较为完善的电机控制解决方案通常仅用作专门用途。然而,新一代数字信号控制器(Digital Signal Controller,DSC)的出现使得性价比高的高级电机控制算法最终成为现实。例如,空调需要能够对温度作出快速响应以迅速改变电机的转速。因此,我们需要高级电机控制算法,以制造出更加节能的静音设备。在这种情况下,磁场定向控制(Field Oriented Control,FOC)脱顾而出,成为满足这些环境需求的主要方法。本应用笔记讨论了使用Microchip dsPIC0DSC系列对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motors,PMSM)进行无传感器FOC的算法。为什么使用FOC算法?BLDC电机的传统控制方法是以一个六步的控制过程来驱动定子,而这种控制过程会使生成的转矩产生振荡。在六步控制过程中,给一对绕组通电直到转子达到下一位置,然后电机换相到下一步。霍尔传感器用于确定转子的位置,以采用电子方式给电机换相。高级的无传感器算法使用在定子绕组中产生的反电动势来确定转子位置。六步控制(也称为梯形控制)的动态响应并不适用于洗衣机,这是因为在洗涤过程中负载始终处于动态变化中,并随实际洗涤量和选定的洗涤模式不同而变化。而且,对于前开式洗衣机,当负载位于滚筒的顶部时,必须克服重力对电机负载作功。只有使用高级的算法如FOC才可处理这些动态负载变化。
上传时间: 2022-06-29
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简介设计者根据对环境的需求,希望能不断开拓高级电机控制技术,用以制造节能空调、洗衣机和其他家用电器产品。到目前为止,较为完善的电机控制解决方案通常仅用作专门用途。然而,新一代数字信号控制器(Digital Signal Controller,DSC)的出现使得性价比高的高级电机控制算法最终成为现实。例如,空调需要能够对温度作出快速响应以迅速改变电机的转速。因此,我们需要高级电机控制算法,以制造出更加节能的静音设备。在这种情况下,磁场定向控制(Field Oriented Control,FOC)脱颖而出,成为满足这些环境需求的主要方法。本应用笔记讨论了使用Microchip dsPIC2 DSC系列对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)进行无传感器FOC的算法。
上传时间: 2022-06-30
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