无刷直流电机控制系统的设计及仿真

无传感器控制技术：传统的无刷直流电动机通过位置传感器直接检测转子位置。无传感器控制容易获得，主要是通过电机的电压或电流信号经过一定的算法处理，得到转子位置信号，也被介绍到转子位置检测方法而闻名。目前的检测方法是：电磁场，归纳法，熔盐法;续流二极管法观察员估计，智能估计方法。电磁场被广泛使用的方法原理简单。随着传感器控制无刷直流电动机直接起动普遍较为困难，所以一开始就一直是热点和难点。电磁场的无刷直流电动机转子位置检测启动三阶段方法比较成熟，对从起动电机稳定运行方式可分为三个阶段：定子位置，加速度和切换。其他传感器控制的电机起动方法，如前位置开始，日益频繁和提高同步起动法检测和短脉冲转子定位和法国，也有一定的应用。

无刷直流电动机控制器：无刷电机控制器，具有相似的发展已经从电器元件的分立元件到数字可编程控制电路控制发展过程。在一般情况下，使用复杂的控制器设计，大，可靠性差，通用性分立元器件，是不利于大规模生产。时间，当前的无刷直流电动机控制器，专用集成电路，FPGA和单片机，DSP控制器方法的主要用途。电机控制专用集成电路，是目前较无刷直流摩托罗拉的MC33035电机是一种直流无刷电机控制芯片，MicroLinear公司ML4425/4428传感器控制芯片等。如果我们考虑到控制器的硬件和软件设计等功能以后，您可以使用控制器的设计与FPGA，单片机，DSP等。 FPGA可以利用VHDL，Verilog或C语言编程，灵活性，可与在线系统的静态和动态重新配置编程功能重复，使得硬件的功能可以编程为相同的软件修改，并且可以根据用户需求定义界面功能。 MCU和DSP有丰富的外设接口，微控制器通常用于简单电机控制系统中，而DSP为一个强大的计算和数据处理能力，往往在智能电机控制系统。

关于这个问题的转矩脉动比较复杂，不属于本文的范围，所以没有更多的说明。

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无刷直流电机的原理

2.1 三相无刷直流电动机的基本组成

直流无刷永磁电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分构成。其定子绕组一般为多相（3相、4相、5相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4,…）组成。下图所示即为三相两极直流无刷电机结构：

图2.1 三相两极直流无刷电机组成

三相定子绕组和电子开关电路，分别在相应的功率开关器件连接的A，B，C三相绕组与电源开关用V1，V2，V3的阶段。跟踪转子位置传感器相连，电机轴。当一相电源定子绕组，转子电流和所产生的扭矩作用的永久磁铁的两极磁场产生的驱动转子旋转，那么该位置传感器转子磁铁的位置转换成电信号，以控制电子开关电路，使由一个特定的顺序交替定子绕组，定子相按一定顺序转子换相位置的变化电流。由于电子开关电路的使用顺序同步与转子角度，起到了扭转机械换向器的作用。

无刷直流电机线是用来控制电子开关电机各相序定子绕组和时间的力量，主要是由逻辑开关单元，位置传感器信号处理单元两部分权力。权力的逻辑控制电路交换的单位是电源的核心，它的功能是分配给每个阶段之间的逻辑关系电动机定子绕组，使电机产生的恒转矩。而每相绕组的顺序和时间依赖于从转子位置传感器信号。不过，按位置传感器产生的信号经过一定的逻辑去控制电源开关通过。总之，对直流无刷电机的主要部件组成，如图2.2所示。

主定子 电机本体 无刷直流电机主转子 功率逻辑开关 电子开关电路 位置信号处理 传感定子 位置传感器 传感转子 总结告诉我们，通常称为无刷直流电机的基本结构，可以被看作是由电子开关，电机位置传感器的身体和运动系统三部分组成的电路。简化的组成框图如图2.3所示。

直流电源 开关电源 电动机 2.2 无刷直流电机的基本工作过程

转子位置图2.1和图2.4（一）对应的位置显示。此时光电子器件是因为VP1的光线，使V1的是功率晶体管导通状态，电流流入绕组机管局，转子磁极绕组与从转子的磁图三箭头极方向产生转矩电流的作用，旋转。当转子磁极图2.4（b）所示的位置，直接旋转式转子轴也跟着由同步遮光板转动，病毒VP1和VP2的照射覆盖离开，这样，在晶体管V1和V2的铅晶体管通，从绕组的绕组BB心跳过流入，机管局，使转子磁极旋转朝着箭头方向的电流。当转子磁极图2.4（c）所示的位置，然后旋转图案已经覆盖病毒VP2，VP3的是如此的照射下，在晶体管产生的V2和V3的导通晶体管，在绕组CC的电流流过，然后继续以顺时针方向驱动转子磁极，并返回到图2.4（d）职称。因此，随着转子的旋转位置传感器芯片领域，在定子绕组位置传感器病毒VP1，VP2基因，下一个阶段一个阶段的控制，美联储将在瞭望为了实现相绕组电流换向。在减刑过程中，每个阶段的工作中内的空气旋转磁场形成的差距是定子绕组的飞跃。这旋转360度电角度磁场，磁场内有三个状态，磁状态持续每个角度120度。每相绕组电流和转子磁场之间

位置传感器

图2.2 无刷直流电机的组成框图

图2.3 无刷直流电机简化的组成原理框图

的关系如图2.4。图2.4（a）是第一个状态，对于绕组机管局由人造纤维生产电力法。显然，转子绕组电流和磁场相互作用，转子顺时针方向旋转;转身120度电角度后，进入第二个状态，然后缠绕机管局的权力，和BB'以及电源，即在定子产生的磁场蜿蜒120度的大转弯，如图2.4所示（b）所示，电机定子顺时针方向旋转;分120度电角度，我们进入第三国，然后缠绕BB的权力，CC的电力，产生的磁场由定子绕组已转向120度电角度，如图2.4（c）所示，它继续推动转子匝120后恢复到初始状态功率度顺时针角度。图2.5显示了每个绕组的相图的顺序传导。

(a) (b) (c) (d)

图2.4 开关顺序及定子磁场旋转示意图

图2.5 各相绕组的导通示意图

2.3 无刷直流电动机本体

2.3.1 电动机定子

无刷直流电动机通过定子是由许多硅层和轴向冲压，红槽都有一些绕组的线圈形式。从传统意义上讲，无刷直流电动机定子感应电动机定子和有些类似，但在定子绕组分布有所不同。无刷直流电动机的定子绕组有三种大多数行是明星，每个绕组和许多钢构件按照内部整合，具有一定的方式，一个约一磁极偶数形成了定子绕组均匀分布。直流有刷与无刷直流比绕组在电机定子一侧传统电机，更利于散热。 ?电枢绕组可直接连