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无刷直流电机(BLDC)因其控制特性好、寿命长、无换相火花等优点而被广泛应用。近年来,无位置传感器的无刷直流电机(Sensorless BLDC)因其结构简单、体积小、性能稳定,同时保持有位置传感器无刷直流电机的优良特性而受人们青睐。
然而无刷直流电机少了位置传感器就如同人少了眼睛,在启动之前没有电机转子位置信息而使得启动问题成了该类电机控制的一个难点。这是本文研究的一个重点。
本论文以上桥臂PWM调制全桥驱动为基本驱动方式,以两相导通三相六状态为基本驱动时序,以反电动势过零点检测转子位置为基础,针对一般应用场合下的小功率电机设计了一个体积小、成本低、运行稳定的控制系统。并在此基础上着重研究了该类应用场合下的无位置传感器三相无刷直流电动机的启动问题:
(1)讨论了传统的三段式启动中的加速阶段,给出了适用于低运算能力控制芯片的近似恒加速度加速的实现方法
(2)分析了传统固定加速算法的缺陷并提出改进,同时针对8位控制芯片讨论了两个分别在ROM和运算能力上有所侧重的实现方法;
(3)针对前两个算法的共同缺陷提出了适用于小负载场合的快速启动算法,给出了测试数据并指出其优缺点。
论文最后对整个控制系统进行了相关测试并给出了实验结果,指出了本论文的不足并提出了本课题研究的进一步发展方向。