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无刷直流电机是采用半导体开关器件来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统有刷直流电机的接触式换向器和电刷,也因此被称之为“无刷直流电机”。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点,广泛应用于工业...
1 属于直流电机2 调速主要靠电压来控制,力矩主要由电流来控制,一般会带一个配套的电机驱动器,改变驱动器的输出电压 就可以控制电机的速度,如果没有驱动器,想自己直接控制电机的话,需要看电机的功率和工作...
无霍尔利用反电动势方法就可以得到信号(实际就是3个比较器就可以了),你就可以理解成有霍尔的了。 无霍尔的因为刚开始没有反电动势,所以启动时必须用合适的启动程序起动。有电动势后,就跟有霍尔的操作一样了。
无刷直流电机设计-无刷直流电机 (2)
第 1 页 共 41 页 1 绪论 1.1 研究背景 一个多世纪以来,电机作为电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领 域以及人们的日常生活中。电机的主要类型有同步电机、异步电机与直流电机三种。直 流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点,因此被广泛应用于各种调速系统中, 但传统的有刷直流电机均以机械换相方法进行换相,存在相对的机械摩擦,因此带来噪 声、火花、无线电干扰及寿命等致命弱点,从而大大地限制了它的应用范围。而相比有 刷直流电机,无刷直流电机的结构是以电力电子电路取代传统有刷直流电机的电刷,故 其既具有有刷直流电机运行效率高、 运行性能好等优点, 又具有交流电机运行结构简单、 运行可靠、维护方便等优点。目前,随着半导体技术的快速进步与永磁材料的新发现, 高性能、低成本的永磁无刷直流电机已成为调速领域的领军力量,它具有巨大的开发潜 质和广阔的应用前景。 1.2 无刷直流
无刷直流电机设计-无刷直流电机
第 1 页 共 41 页 1 绪论 1.1 研究背景 一个多世纪以来,电机作为电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领 域以及人们的日常生活中。电机的主要类型有同步电机、异步电机与直流电机三种。直 流电机具有运行效率高和调速性能好等诸多优点,因此被广泛应用于各种调速系统中, 但传统的有刷直流电机均以机械换相方法进行换相,存在相对的机械摩擦,因此带来噪 声、火花、无线电干扰及寿命等致命弱点,从而大大地限制了它的应用范围。而相比有 刷直流电机,无刷直流电机的结构是以电力电子电路取代传统有刷直流电机的电刷,故 其既具有有刷直流电机运行效率高、 运行性能好等优点, 又具有交流电机运行结构简单、 运行可靠、维护方便等优点。目前,随着半导体技术的快速进步与永磁材料的新发现, 高性能、低成本的永磁无刷直流电机已成为调速领域的领军力量,它具有巨大的开发潜 质和广阔的应用前景。 1.2 无刷直流
本书共分9个章节,对永磁无刷直流电机的控制技术与应用作了系统地介绍,具体内容包括永磁无刷直流电机的数学模型及仿真研究、永磁无刷直流电机的电子电路、永磁无刷直流电机转矩脉动和铁耗抑制、永磁无刷直流电机锁相环速度控制技术、无位置传感器永磁无刷直流电机控制等。该书可供各大专院校作为教材使用,也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。
随着科学技术的不断发展,对永磁无刷直流电机调速系统转速和转矩的性能要求越来越高。各种传统的控制方法也伴随着科学发展和技术进步不断更新,许多经典的控制方法在新技术硬件平台上获得了比以往更优良的性能。特别是数字信号处理器和可编程逻辑器件出现,极大地推动了永磁无刷直流电机控制技术不断向集成化、智能化方向发展。
本书共9章。第1章概括地介绍了永磁无刷直流电机的结构、原理、调速性能、控制方法以及在磁悬浮飞轮中的应用;第2章建立了永磁无刷直流电机系统模型,以验证各种先进的电机控制方法的应用效果;第3章系统地介绍了永磁无刷直流电机的电子电路,这部分内容是作者十几年来从事永磁无刷直流电机控制系统研制工作的总结;第4章对转矩脉动进行了分析,介绍了各种抑制转矩脉动的方法,同时针对高速永磁无刷直流电机的低功耗驱动问题,提出了降低电机铁耗的控制方法;第5章介绍了基于锁相环的高精度转速控制方法;第6章介绍了小电枢电感永磁无刷直流电机的无位置传感器控制方法;第7章针对永磁无刷直流电机伺服系统,介绍了高性能数字控制方法;第8章介绍了永磁无刷直流电机在磁悬浮储能飞轮中的应用;第9章,以高速磁悬浮飞轮用永磁无刷直流电机为例,介绍了永磁无刷直流电机电磁场的分析和计算方法。
本书既适用于永磁无刷直流电机控制系统的设计和研发人员,又可作为工程技术人员的技术参考书和高校相关专业研究生的参考书。
前言
第1章绪论
1.1无刷直流电机的特点
1.2无刷直流电机的结构和工作原理
1.2.1永磁无刷直流电机的结构
1.2.2无刷直流电机的原理
1.2.3转子位置传感器
1.3无刷直流电机的运行特性
1.4无刷直流电机的正反转
1.5永磁无刷直流电机的设计
1.6永磁无刷直流电机的控制
1.7高速永磁无刷直流电机在磁悬浮飞轮中的应用
参考文献
第2章永磁无刷直流电机的数学模型及仿真研究
2.1永磁无刷直流电机的数学模型
2.2永磁无刷直流电机的Simulink仿真
2.2.1无刷直流电机模块
2.2.2三相逆变桥模块
2.2.3逻辑换相模块
2.2.4控制模块
2.3仿真结果
2.4无刷直流电机模糊逻辑控制系统仿真
2.4.1电机转速的模糊逻辑控制器设计方法
2.4.2制作模糊控制响应表
2.4.3模糊逻辑推理系统的仿真研究
2.5本章小结
参考文献
第3章永磁无刷直流电机的电子电路
3.1永磁无刷直流电机的功率放大电路
3.1.1功率晶体管放大电路设计
3.1.2功率MOSFET驱动电路设计
3.2永磁无刷直流电机控制专用集成电路
3.2.1NC33035引脚功能和主要参数介绍
3.2.2NC33035换相控制技术
3.2.3NC33035的过电流保护电路
3.2.4MC33035的驱动输出电路
3.2.5基于MC33035的永磁无刷直流电机控制系统设计
3.3永磁无刷直流电机数字控制电路
3.3.1基于TMS320LF2407ADSP的控制电路
3.3.2基于TMS320F2812DSP的控制电路
3.3.3基于FPGA的永磁无刷直流电机控制电路
3.4本章小结
参考文献
第4章永磁无刷直流电机转矩脉动和铁耗抑制
4.1永磁无刷直流电机的转矩脉动
4.1.1永磁无刷直流电机的换相转矩脉动分析
4.1.2永磁无刷直流电机的转矩脉动抑制方法
4.2永磁无刷直流电机的铁耗分析
4.3无刷直流电机变压控制系统
4.4无刷直流电机双极性控制系统
4.4.1双极性控制原理
4.4.2控制系统组成
4.4.3实验结果及分析
4.5Buck变换器电机控制系统
4.5.1Buck变换器电机控制系统设计与仿真
4.5.2Buck变换器的电机控制系统设计
4.5.3基于Buek变换器的高速电机试验
4.5.4Buck变换器软开关电路分析与设计
4.6本章小结
参考文献
第5章永磁无刷直流电机锁相环速度控制技术
5.1锁相环速度控制原理
5.1.1电机锁相转速控制系统的鉴相器
5.1.2电机的转矩控制
5.2电机专用锁相环控制器
5.2.1TC9242的引脚功能和主要参数介绍
5.2.2TC9242的工作原理
5.3模拟电路锁相环速度控制系统
5.3.1基于电流环和锁相环的电机双模速度控制系统
5.3.2无刷直流电机恒流驱动研究
5.3.3高转速电机稳速控制器设计
5.3.4模块间自动切换电路的实现
5.4永磁无刷直流电机锁相试验
5.4.1永磁无刷直流电机升降速试验
5.4.2永磁无刷直流电机锁相稳速试验
5.5快速锁相稳速控制
5.5.1电流环分析
5.5.2快速锁相环电路
5.5.3锁相稳速切换电路
5.6五位置传感器无刷直流电机锁相环速度控制系统
5.7软件锁相环速度控制参数优化设计
5.8本章小结
参考文献
第6章无位置传感器永磁无刷直流电机控制
6.1常用无位置传感器检测原理
6.1.1反电动势过零点的检测方法
6.1.2反电动势3次谐波检测方法
6.1.3续流二极管导通检测方法
6.1.4固定电压的检测方法
6.1.5预测反电动势过零点的方法
6.2TDA5142T五位置传感器无刷直流电机专用控制器
6.2.1TDA5142T的调速原理
6.2.2TDA5142T的换相技术
6.2.3TDA5142T的起动技术
6.2.4TDA5142T电机速度控制电路
6.2.5实验结果
6.3M14425五位置传感器BLDCN控制器
6.3.1无位置传感器永磁无刷直流电机控制器的选用
6.3.2ML4425引脚功能
6.3.3MLA425关键技术分析
6.3.4ML4425外围电路的参数选取
6.3.5MLA425应用于高速电机的起动技术
6.4永磁无刷直流电机无位置传感器DSP控制系统
6.4.1小电枢电感永磁无刷直流电机五位置传感器控制方法
6.4.2无位置传感器检测硬件系统的实现
6.4.3无位置传感器控制系统软件设计
6.4.4实验结果与结论
6.5本章小结
参考文献
第7章稀土永磁无刷直流力矩电机控制
7.1概述
7.2无刷直流力矩电机伺服控制系统的硬件设计
7.2.1硬件总体方案设计
7.2.2控制电路设计
7.2.3功率驱动电路设计
7.2.4位置检测电路设计
7.3伺服控制系统的软件设计
7.3.1伺服控制系统的主程序结构
7.3.2各子功能模块的实现
7.4低速转矩脉动的分析和抑制
7.4.1PWM-ON-PWM调制
7.4.2换相期间调制方式对转矩脉动的影响
7.4.3PWM-ON-PWM调制的应用局限
7.5试验测试及结果分析
7.5.1试验测试
7.5.2试验结果分析
7.6本章小结
参考文献
第8章稀土永磁无刷直流电机发电运行控制
8.1稀土永磁无刷直流电机发电运行
8.1.1概述
8.1.2能量转换方法
8.2储能基本原理
8.2.1储能飞轮系统能量流动简介
8.2.2储能飞轮动能存储原理
8.3储能飞轮基本组成
8.3.1FES的基本结构
8.3.2FES核心构件设计
8.4发电运行的控制系统设计
8.4.1控制原理及总体方案
8.4.2系统的硬件设计
8.4.3电路设计实现
8.4.4系统的软件设计
8.4.5控制算法的具体实现
8.5试验测试及结果分析
8.6本章小结
参考文献
第9章新型永磁无刷直流电机电磁场的分析与计算
9.1计算漏磁系数和极弧系数的意义
9.2永磁无刷直流电机二维电磁场分析
9.2.1分析模型
9.2.2气隙径向磁场的分析及相关参数计算
9.2.3气隙轴向磁场的分析及相关参数计算
9.2.4电机气隙磁场的分析及相关参数计算
9.3永磁无刷直流电机三维电磁场分析
9.3.1分析模型
9.3.2等效气隙磁通密度计算系数
9.3.3等效漏磁系数
9.3.4计算结果
9.4相关讨论
9.4.1隔磁环对电机磁场的影响
9.4.2Halbach磁体结构电机的电磁场研究
9.5样机电磁设计及结果分析
9.5.1电机二维场及三维场电磁参数计算结果比较
9.5.2气隙磁通密度的计算方法
9.6本章小结
参考文献
附录源代码2100433B
《基于STM32的无刷直流电机控制与实践》以基于STM32的无刷直流电机控制为目标,介绍STM32芯片、硬件设计及软件设计的基础知识,并循序渐进地介绍无刷直流电机的控制板制作和控制程序编写。
全书共8章,第1章介绍了STM32芯片基础知识,包括STM32芯片的结构及性能、存储空间及时钟、中断系统、定时器及ADC。第2~4章围绕电机的控制技术和编程设计,重点介绍了软件设计和硬件设计基础内容。第5章针对无刷直流电机控制系统外围常用的控制手段的实现,介绍了触摸屏的使用方法与芯片通信实现过程。第6~8章以基于STM32的无刷直流电机控制为目标,分别对控制电路、软件程序作了详细介绍。
全书按照实际制作环节讲解,通过制作加深理解内容,全书的讲解通俗易懂、深入浅出。
《基于STM32的无刷直流电机控制与实践》适合作为电气工程及其自动化、自动化、电机与电器、电力电子与电力传动专业及其他相关专业的高年级高职、本科生和研究生的实践类教材,也可作为工程技术人员研究、开发电气控制系统的参考书。