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稀土永磁无刷直流电机的计算机控制技术研究

作　者: 郝卫生
导　师: 季小尹
学　校: 西北工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 稀土永磁无刷直流电机电梯门机电动汽车 TDA5140A 80C196KB
分类号: TM33
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 455次
引　用: 3次
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内容摘要

稀土永磁无刷直流电机是近年来迅速发展起来的一项新技术、新产品。它集有刷直流电机和交流异步电机的优点于一身，并很好地克服了上述二种电机的不足之处，因而得以日趋广泛的应用。本文在参考有关资料的基础上，结合作者的工作实践，对稀土永磁无刷直流电机的计算机控制技术进行了比较深入、系统的研究。论文首先简要阐述了稀土永磁无刷直流电动机的基本构成与工作原理，然后讨论了其控制策略；接着，介绍了无转子位置传感器稀土永磁无刷直流电动机的原理特点及其控制方法，给出了一种基于专用集成电路TDA5140A的开、闭环控制系统设计方案；然后，详细介绍了电梯门机用稀土永磁无刷直流电动机调速系统，分别阐述了系统总体方案设计、控制系统硬件设计、软件设计和软件仿真；另外，论文在分析了电动汽车用电机的技术特点、控制规律之后，提出了电动汽车用稀土永磁无刷直流电机的双向控制方法，研究了AC／DC双向变换器的构成方案；论文最后探讨了稀土永磁无刷直流电机及相关技术的发展前景。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-8
第一章绪论  8-12
  1.1 引言  8
  1.2 稀土永磁无刷直流电机  8-9
  1.3 计算机控制技术  9-10
  1.4 论文的工作背景  10-11
  1.5 论文的主要内容  11-12
第二章稀土永磁无刷直流电动机的组成与原理  12-19
  2.1 组成环节  12-14
    2.1.1 电动机本体  12-13
    2.1.2 逆变器  13
    2.1.3 转子位置传感器  13-14
  2.2 工作原理  14-16
  2.3 数学模型  16-19
第三章稀土永磁无刷直流电动机的控制  19-25
  3.1 开关主电路  19-20
  3.2 驱动电路  20
  3.3 控制电路  20-21
  3.4 计算机控制  21-25
    3.4.1 换相的控制  22-23
    3.4.2 电流的控制  23
    3.4.3 转速的控制  23
    3.4.4 转向的控制  23-25
第四章基于TDA5140A的稀土永磁无刷直流电动机的控制  25-37
  4.1 换相方法  25-26
    4.1.1 利用反电动势信号控制换相  25-26
    4.1.2 利用瞬态方程控制换相  26
    4.1.3 利用续流二极管开关状态控制换相  26
  4.2 系统构成  26-28
  4.3 起动过程  28
  4.4 基于TDA5140A的控制系统  28-37
    4.4.1 电路特点  28-29
    4.4.2 引脚说明  29-31
    4.4.3 基本构成与工作原理  31-32
    4.4.4 简易控制系统(未用内部运算放大器)  32-33
    4.4.5 反馈控制系统(应用内部运算放大器)  33-37
      4.4.5.1 工作原理  34
      4.4.5.2 电路参数确定  34-36
      4.4.5.3 试验及结果  36-37
第五章电梯门机用稀土永磁无刷直流电动机的控制  37-65
  5.1 电梯门机系统简介  37-39
    5.1.1 电梯门机系统的作用及组成  37
    5.1.2 电梯门机调速系统  37-38
    5.1.3 稀土永磁无刷直流电动机调速系统  38-39
  5.2 控制器概述  39-41
    5.2.1 基本功能  39
    5.2.2 主要技术指标  39-40
    5.2.3 设计概要  40-41
  5.3 控制系统硬件设计  41-50
    5.3.1 计算控制单元  41-47
      5.3.1.1 80C196KB单片机  42-43
      5.3.1.2 电机转速反馈和执行装置位置检测电路  43-45
      5.3.1.3 转子位置反馈及开关译码电路  45-47
    5.3.2 显示及输入电路  47-49
    5.3.3 驱动和保护电路  49
    5.3.4 执行机构  49-50
  5.4 控制系统软件设计  50-59
    5.4.1 系统技术要求及控制规律  50-52
      5.4.1.1 门扇运行曲线及说明  50-51
      5.4.1.2 人机交互按钮及显示  51-52
    5.4.2 程序结构框架  52-53
    5.4.3 系统初始化和主程序  53-58
    5.4.4 人机交互程序  58-59
    5.4.5 电动机控制和驱动  59
  5.5 控制系统软件仿真  59-63
    5.5.1 电动机控制系统模型  60-61
    5.5.2 计算机辅助分析和设计的实现  61-63
  5.6 试验结果  63-65
第六章电动汽车用稀土永磁无刷直流电机的控制  65-71
  6.1 电动汽车  65-66
  6.2 技术要求  66-67
  6.3 控制规律  67-68
  6.4 电路实现  68-71
第七章总结与展望  71-76
  7.1 工作总结  71-73
    7.1.1 基于TDA5140A的稀土永稀无刷直流电动机控制系统  71
    7.1.2 电梯门机用稀土永磁无刷直流电动机控制系统  71-72
    7.1.3 电动汽车用稀土永磁无刷直流电机控制系统  72-73
  7.2 前景展望  73-75
    7.2.1 电力电子技术  73-74
    7.2.2 计算机及控制技术  74
    7.2.3 检测技术  74-75
  7.3 结束语  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-80

稀土永磁无刷直流电机的计算机控制技术研究

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