直流无刷无感电机驱动器设计开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:1946字

1. 研究目的与意义

毕业设计的具体目的:

以无感无刷直流电机为控制对象设计了一整套的控制系统。以芯片dsc系列为电路控制主芯片,6路pwm信号通过三项逆变全桥电路控制mos管的开关来实现电机的驱动,采用反电动势过零检测的方法获取转子的位置信息进行换向以实现速度、电流闭环控制,从而实现对电机的控制。另外附加过流、过压以及故障检测装置。

学习直流无刷电机的基本结构、工作原理、数学模型等;设计反电动势的硬件实电路,并进行焊接与调试;设计无刷直流电机控制驱动电路、反电动势转子位置检测电路以及电流电压采样电路等;对整套控制系统进行实验调试,包括软、硬件的调试,并对调试结果进行分析。

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2. 国内外研究现状分析

目前,国内无刷直流电机的控制技术已经比较成熟,我国已经制定了gjb1863无刷直流电机通用规范。国外的一些技术和国内的一些技术大体相当,美国和日本的相对比较先进。当新型功率半导体器件:gtr、mosfet、igbt等的出现,以及钕铁硼等高性能永磁材料的出现,都为直流电机的应用奠定了坚实的基础。近些年来,计算机和控制技术快速发展。单片机、dsp、fpga、cpld等控制器被应用到了直流电机控制系统中,一些先进控制技术也同时被应用到了无刷直流电机控制系统中,这些发展都为直流电机的发展奠定了坚实的基础。

到后来随着电子工业的迅速发展以及科技的不断进步,由于有感电机容易受到各种因素的影响和密封运行带来的缺陷,有感电机也不能满足人们的需要。在1978年,德国一家公司首次生产出直流无刷无感电机,由此引来了各国科学家的高度重视,从而引发了从无刷有感电机向无感电机研究的热潮。直流无刷无感电机通过检测转子的位置从而判断电子开关管的开通时刻控制,进而取代了有感电机的传感器。

经过这么多年的发展,我国对无刷电机的控制已经有了很大的提高,但是与国外的技术相比还是相差很远,需要继续努力。所以对无刷直流电机控制系统的研究学习仍是国内的重要研究内容。

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3. 研究的基本内容与计划

毕业设计的具体内容:

本文介绍了基于dsc的无刷直流电机控制系统的硬件与软件设计,系统采用 microship公司专门为直流无刷电机的驱动而设计的控制系统。在系统控制策略方面,本文在深入研究速度pid和电流pid两者结合起来形成的控制算法,使无刷直流电机控制系统具有灵活、适应性强、精度高的特点,能明显改善系统的动态性能,获得了较好的控制效果。最后在加上过流、过压检测系统,实现电机的平稳运行。

本课题要求掌握无刷直流电机的控制原理,原理图的设计以及c语言程序的编写,实现电机的平稳快速启动以及调速功能。

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4. 研究创新点

直流无刷无感电机的控制系统能够实现的主要功能有:能够准确实时的检测到无刷直流电机转子的位置、能够用三段式技术使电机能够很好的启动、pid调节技术、速度环的控制、电压保护、电流保护等主要关键的控制技术。

本论文特色与创新如下:

(1)能够驱动直流无刷电机的运转并有电路保护以免器件烧坏。

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