基于DSP的无传感器BLDCM控制系统研究

摘要

本文研究了基于TMS320LF2407A DSP芯片的无位置传感器无刷直流电动机控制系统，详细讨论了在无传感器的情况下无刷直流电机如何实现换相以及速度估算等问题，并且进行了系统软硬件设计。 本文首先综述了目前国内外无刷直流电机的使用情况，简要介绍了几种无传感器无刷直流电动机的控制策略和实现方案，并且对各方案进行了比较分析，总结了各自的优缺点，最后提出了本文的控制的方案——基于去频相移器(FIPS)的反电动势三次谐波检测法。 基于FIPS的反电动势三次谐波检测法主要适用于星型连接、三相对称、气隙磁场密度为梯形波的永磁无刷直流电机。在梯形波的反电动势中，除了基波分量外，主要还包括三次谐波分量以及其它高次谐波分量。将三相反电动势相加后，反电动势基波和一些高次谐波分量抵消了，这样就可以提取反电动势三次谐波分量。将反电动势三次谐波分量通过FIPS，可将其过零点平移90o，最后可以得到转子磁通三次谐波分量，该分量的过零点正好与三相电流换相点一一对应，所以可以用该信号来很好的控制电流换相，并估算转子速度。 本文所采用的FIPS可以将输入信号过零点平移任意相位，而与输入信号的频率无关，因此在整个调速范围内，FIPS均能将反电动势三次谐波过零点平移90o，具有很好的鲁棒性。实验结果证明，本方案可以很好地改善系统低速性能，拓宽系统调速范围。