本科毕业设计答辩PPT

1、指导教师：指导教师：xxxxxxxx教授教授无位置传感器无位置传感器BLDC换相检测方法研究换相检测方法研究 班级：班级：xxxxxxxxxxxxxxxx 学生：学生：xxxxxxxxxx 学号：学号：xxxxxxxxxx武汉工程大学本科毕业设计（论文）电气信息学院论文主体结构论文主体结构 绪绪 论论3 1 反电动势法转子位置检测反电动势法转子位置检测2 无位置传感器无位置传感器BLDC换相分析换相分析3 3 换相与转矩脉动换相与转矩脉动4基于基于Matlab/Simulink的仿真分析的仿真分析3 5 结结 论论61 绪论选题背景与意义选题背景与意义 无刷直流电动机（无刷直流电动机（BLDC

2、）之所以能够自同步运行且具有良好的调）之所以能够自同步运行且具有良好的调速性能，关键在于精准的转子位置检测，而转子位置传感器不仅增加了系速性能，关键在于精准的转子位置检测，而转子位置传感器不仅增加了系统的成本和复杂性，而且降低可靠性和抗干扰能力，因此无位置传感器无统的成本和复杂性，而且降低可靠性和抗干扰能力，因此无位置传感器无刷直流电机有更好的发展前景。刷直流电机有更好的发展前景。本文研究内容本文研究内容 本文主要研究无刷直流电机工作原理及其换相过程，深入探讨反电本文主要研究无刷直流电机工作原理及其换相过程，深入探讨反电势过零检测法，主要研究控制算法，分析转子位置检测误差原因并提出势过零检测法

3、，主要研究控制算法，分析转子位置检测误差原因并提出解决方案，分析换相与转矩脉动的关系，最后在解决方案，分析换相与转矩脉动的关系，最后在Simulink环境下建立基于环境下建立基于反电势过零点检测法的换相检测模块，并进行仿真。反电势过零点检测法的换相检测模块，并进行仿真。2 反电动势法转子位置检测三相无刷直流电动机系统原理图三相无刷直流电动机系统原理图电机本体的电枢绕组为电机本体的电枢绕组为三相星形连接三相星形连接，控制电控制电路路对位置信号进行逻辑对位置信号进行逻辑变换后产生驱动信号，变换后产生驱动信号，驱动信号经驱动信号经驱动电路驱动电路隔隔离放大后控制离放大后控制逆变器逆变器的的功率开关管

4、，使电机的功率开关管，使电机的各相绕组按一定的顺序各相绕组按一定的顺序工作。工作。反电动势波形反电动势波形平顶宽为平顶宽为120 电角度的平顶波电角度的平顶波以以A、B相通电，相通电，C相断电为例相断电为例NccMccNbbMbbNaaMaauedtdiLriuuedtdiLriuuedtdiLriu000由于由于C相电流为相电流为0，则，则 ，由于，由于 ，且在，且在ec过零点处过零点处 ，可得中性点电压，可得中性点电压)(31000cbaNuuuuC相反电动势过零检测方程：相反电动势过零检测方程：)(3100000cbacNccuuuuuueNccueu0baii0cbaeee相电压法检测

5、反电动势过零点相电压法检测反电动势过零点ccbbaaueueue端电压法检测反电动势过零点端电压法检测反电动势过零点)(31)(31)(31000000000000cbacccbabbcbaaauuuueuuuueuuuue反电动势过零检测方程组：反电动势过零检测方程组：3 无位置传感器无位置传感器BLDC换相分析换相分析换相点的确定换相点的确定 检测到反电动势过检测到反电动势过零点后，再延迟零点后，再延迟30 电电角度即为无刷直流电角度即为无刷直流电动机的换相点。动机的换相点。换相分析换相分析滞后换相滞后换相超前换相超前换相延迟时间设置方法延迟时间设置方法 理想运行状态下，过零点与换相点等间

6、隔理想运行状态下，过零点与换相点等间隔分布，将延迟时间设置为上次过零点到本次过分布，将延迟时间设置为上次过零点到本次过零点时间的一半零点时间的一半2) 1()(kTktZZZC过零点分布不均时，间隔时间存在周期性规律过零点分布不均时，间隔时间存在周期性规律：)4() 1 (ZZZZTT) 5 () 2(ZZZZTT) 6 () 3 (ZZZZTT2) 3()(KTktZZZC当检测到第当检测到第k次过零点时，从第次过零点时，从第k次过零点到第次过零点到第k次换相点的延迟时间为：次换相点的延迟时间为：滤波的相移修正方法滤波的相移修正方法300检测的反电动势过零点从检测的反电动势过零点从m点移到点

7、移到m点。当反电动势点。当反电动势过零后，相位延迟角过零后，相位延迟角30Company Logo6030m点已经移相到换相点点已经移相到换相点n点或其右点或其右侧，假设直流无刷电机的运行角侧，假设直流无刷电机的运行角频率频率 ，则在，则在120 导通区间内，本导通区间内，本相电枢反电动势大小为相电枢反电动势大小为Ke 为电机常数）KKex(130下半桥上半桥) 130() 130(KKexcbacbacbacbaeeeUUUUUUeee111111111314 换相与转矩脉动换相与转矩脉动转矩脉动：转矩脉动： ；电磁转矩：；电磁转矩： %100minmaxNrTTTT)34(2tLEUIET

8、Mmsme5 基于基于Matlab/Simulink的仿真分析的仿真分析反电动势过零检测模块图反电动势过零检测模块图仿真结果仿真结果 每个上升沿和下降每个上升沿和下降沿均对应为该相的反电沿均对应为该相的反电动势过零点，可以准确动势过零点，可以准确检测出换相点。检测出换相点。6 总结总结 本文从理论方面对无位置传感器无刷直流电机的换相技术本文从理论方面对无位置传感器无刷直流电机的换相技术展开了较为全面的研究和探讨，但限于知识结构、实践以及研展开了较为全面的研究和探讨，但限于知识结构、实践以及研究的时间，还有很多问题没有深入下去：究的时间，还有很多问题没有深入下去：（1）由于主要研究控制算法这一部

9、分，所以对于无刷直流电机）由于主要研究控制算法这一部分，所以对于无刷直流电机 的硬件电路只有一个初步了解而未深入，倘若能实现位置的硬件电路只有一个初步了解而未深入，倘若能实现位置 检测电路的集成化，不但能保证位置检测的精度，也会更检测电路的集成化，不但能保证位置检测的精度，也会更 有利于大批量生产，故在这一方面还需做进一步研究。有利于大批量生产，故在这一方面还需做进一步研究。（2）本文所研究的换相算法并未达到最优，仿真模型这一部分）本文所研究的换相算法并未达到最优，仿真模型这一部分 也做得不够细致，也没很好的将理论与实践结合在一起，也做得不够细致，也没很好的将理论与实践结合在一起， 所以进一步优化换相的相关理论与实验研究会成为下一步所以进一步优化换相的相关理论与实验研究会成为下一步 的主要工作。的主要工作。致致 谢谢 在本文的撰写过程中，得到了很多老师、同在本文的撰写过程中，