无位置传感器直流无刷电机控制系统的设计与实现

摘要

无刷直流电动机(Brushless Direct Current Motor，简称BLDCM)是随着电力电子技术的发展和新型永磁材料的出现而迅速发展起来的一种新型机电一体化电机，具有结构简单、运行可靠、维护方便、调速性能好等优点，在无刷直流电机的控制中，转子位置信号的准确性直接关系到控制系统的稳定性，而通过位置传感器检测转子位置的方法存在许多弊端，因此，对无刷直流电动机无位置传感器控制技术的研究具有较好的应用前景。
　　首先，本文采用了直接反电动势法对无刷直流电机转子位置进行检测，针对电机运行的状态，提出了PWM导通时测量反电动势的方法，以满足PWM需100％导通的场合，同时对PWM关断时测量反电动势的方法进行了优化，减小了因忽略开关管和二极管正向导通压降带来的测量反电动势的误差。通过这两种测量方法可以使电机在高速和低速运行时都能准确的换相。
　　其次，本论文设计了以STM8S903K3为控制核心的低成本、小体积的硬件系统，包括功率变换单元，模拟信号采样电路，驱动电路，独创的新型BUCK辅助电源电路等，其中对驱动电路和模拟信号采样电路都进行了优化。
　　最后，通过实验数据表明，用直接反电动势可以很好的实现直流无刷电机无位置传感器的控制，达到了很好的控制效果，并且简化了系统的硬件电路，控制简单。