参考文献 36

第一章 绪论

1。1 概述

1。1。1 研究背景

随着时代的进步以及科技的发展，电力电子技术、计算机技术、控制理论以及永磁 新材料技术得到了迅速的发展，涌现了新型的永磁化和无刷化的电机控制技术。在永磁 化方面，随着一些更好的永磁材料的使用，比如高稀土永磁材料就在很大程度上提高了 电机的运行效率并且缩小了电机的体积。在无刷化方面，发展的主要是无刷直流电动机 BLDCM(Brushless Direct Current Motor)，通过采用无刷化的方式来提高产品运行的可靠 性和使用寿命。新的电力电子技术伴随着新的电力电子器件，配合日益完善的控制理论， 使得控制功能更加完善。而且由于器件的集成度提高，令电机的体积减小。论文网

有位置传感器的无刷直流电动机和无位置传感器的无刷直流电动机是无刷直流电 动机的两种主要结构形式。从市场上看，在各个领域中有位置传感器的无刷直流电动机 的使用正变得越来越多。在无刷直流电机中使用位置传感器能够降低电机运行的噪音， 并且提高使用寿命和性能。

当前，电子产品从模拟到数字的转化已经是社会的大潮和普遍需求，在这样的情形 下 DSP(Digital Signal Processor)器件取得了快速的发展。因为 DSP 的实用性使得其在实 际生活中得到了良好的应用，相比于其他的器件 DSP 具有较强的计算能力，能够适应 复杂的系统设计。所以用 DSP 进行电力传动系统的设计，符合未来电力传动系统实现 数字化，智能化的发展方向的要求。

1。1。2 国内外研究现状

1。3 主要内容

本文主要研究基于 DSP 的无刷直流电机控制系统，结合 TMS320F28335DSP 芯片设 计出电路原理图，并编写出相应的 DSP 程序语言。首先通过 MATLAB/SIMULINK 进行 仿真，得到适合控制系统的最优 PID 参数。再将所得到的 PID 参数应用到实物中，完成 一个基于 DSP 的无刷直流电机控制系统。最后，通过系统的给定转速与实际转速的相 比较，来验证双闭环系统能否稳定运行。

第二章 直流无刷电机的调速原理

2。1 直流无刷电机的特点

无刷直流电机是由电动机主体和驱动电路组成的。电动机主体包括组成定子绕组以 及电动机转子，一般情况下定子绕组是采用三相星形接法的，转子上是粘有已充磁的永 磁体的。无刷电机能实现的功能和电动机是截然不同的，它可以控制电动机的工作状态， 例如启动或者停止无刷直流电机，改变无刷直流电机的转动速度或者转动方向，还可以 为无刷直流电机提供保护等[6]。

有刷直流电机采用机械换向方法存在些许缺点和不足，例如采用这种换向方法的电 机会产生很大的噪音、工作效率低和容易产生电火花等问题。机械换向采用电刷这一元 器件，由于长期使用会导致磨损，容易毁坏，所以需要定期更换电刷以确保电机能够安 全运行，这样同时也导致了电机的使用成本增加。与有刷电机相比，无刷电机取消了电 刷这一元器件，改用电子换向的方式进行换向，从根本上解决了电火花和需要更换电刷 的问题,而且由于无需再更换电刷使得电机的密闭性更好[7]。由于高磁能积的稀土做成的 永磁体比一般的永磁体体积都要小，使得电机的体积较之以前也减小了很多[8]。文献综述

无刷直流电机的突出特点不仅在于其效率高而且具有较高的转矩密度和功率。和交 流异步电机最大区别是，无刷直流电机是调速变频而交流异步电机是变频调速，无刷直 流电机由于始终保持在同步转速的运行状态，在这样的运行状态下转子的铜耗和铁耗及 其他损耗都被降低了[9][10]。除此之外，无刷直流电机还拥有足够大的启动转矩，所需的 启动电流小等特点[11]。