永磁无刷直流电机控制技术与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 无刷直流电机的特点 1

1.2 无刷直流电机的结构和工作原理 2

1.2.1 永磁无刷直流电机的结构 2

1.2.2 无刷直流电机的原理 5

1.2.3 转子位置传感器 8

1.3 无刷直流电机的运行特性 14

1.4 无刷直流电机的正反转 16

1.5 永磁无刷直流电机的设计 19

1.6 永磁无刷直流电机的控制 20

1.7 高速永磁无刷直流电机在磁悬浮飞轮中的应用 22

参考文献 29

第2章 永磁无刷直流电机的数学模型及仿真研究 31

2.1 永磁无刷直流电机的数学模型 31

2.2 永磁无刷直流电机的Simulink仿真 34

2.2.1 无刷直流电机模块 36

2.2.2 三相逆变桥模块 42

2.2.3 逻辑换相模块 42

2.2.4 控制模块 43

2.3 仿真结果 44

2.4 无刷直流电机模糊逻辑控制系统仿真 46

2.4.1 电机转速的模糊逻辑控制器设计方法 46

2.4.2 制作模糊控制响应表 49

2.4.3 模糊逻辑推理系统的仿真研究 54

2.5 本章小结 62

参考文献 62

第3章 永磁无刷直流电机的电子电路 64

3.1 永磁无刷直流电机的功率放大电路 64

3.1.1 功率晶体管放大电路设计 64

3.1.2 功率MOSFET驱动电路设计 66

3.2 永磁无刷直流电机控制专用集成电路 71

3.2.1 MC33035引脚功能和主要参数介绍 73

3.2.2 MC33035换相控制技术 74

3.2.3 MC33035的过电流保护电路 76

3.2.4 MC33035的驱动输出电路 77

3.2.5 基于MC33035的永磁无刷直流电机控制系统设计 78

3.3 永磁无刷直流电机数字控制电路 80

3.3.1 基于TMS320LF2407A DSP的控制电路 81

3.3.2 基于TMS320F2812 DSP的控制电路 89

3.3.3 基于FPGA的永磁无刷直流电机控制电路 93

3.4 本章小结 99

参考文献 99

第4章 永磁无刷直流电机转矩脉动和铁耗抑制 101

4.1 永磁无刷直流电机的转矩脉动 101

4.1.1 永磁无刷直流电机的换相转矩脉动分析 101

4.1.2 永磁无刷直流电机的转矩脉动抑制方法 103

4.2 永磁无刷直流电机的铁耗分析 107

4.3 无刷直流电机变压控制系统 109

4.4 无刷直流电机双极性控制系统 116

4.4.1 双极性控制原理 116

4.4.2 控制系统组成 118

4.4.3 实验结果及分析 119

4.5 Buck变换器电机控制系统 121

4.5.1 Buck变换器电机控制系统设计与仿真 125

4.5.2 Buck变换器的电机控制系统设计 127

4.5.3 基于Buck变换器的高速电机试验 129

4.5.4 Buck变换器软开关电路分析与设计 130

4.6 本章小结 133

参考文献 134

第5章 永磁无刷直流电机锁相环速度控制技术 137

5.1 锁相环速度控制原理 138

5.1.1 电机锁相转速控制系统的鉴相器 138

5.1.2 电机的转矩控制 140

5.2 电机专用锁相环控制器 140

5.2.1 TC9242的引脚功能和主要参数介绍 141

5.2.2 TC9242的工作原理 142

5.3 模拟电路锁相环速度控制系统 143

5.3.1 基于电流环和锁相环的电机双模速度控制系统 145

5.3.2 无刷直流电机恒流驱动研究 146

5.3.3 高转速电机稳速控制器设计 146

5.3.4 模块间自动切换电路的实现 149

5.4 永磁无刷直流电机锁相试验 152

5.4.1 永磁无刷直流电机升降速试验 152

5.4.2 永磁无刷直流电机锁相稳速试验 153

5.5 快速锁相稳速控制 155

5.5.1 电流环分析 156

5.5.2 快速锁相环电路 157

5.5.3 锁相稳速切换电路 159

5.6 无位置传感器无刷直流电机锁相环速度控制系统 160

5.7 软件锁相环速度控制参数优化设计 161

5.8 本章小结 166

参考文献 166

第6章 无位置传感器永磁无刷直流电机控制 169

6.1 常用无位置传感器检测原理 169

6.1.1 反电动势过零点的检测方法 169

6.1.2 反电动势3次谐波检测方法 171

6.1.3 续流二极管导通检测方法 173

6.1.4 固定电压的检测方法 173

6.1.5 预测反电动势过零点的方法 174

6.2 TDA5142T无位置传感器无刷直流电机专用控制器 175

6.2.1 TDA5142T的调速原理 175

6.2.2 TDA5142T的换相技术 176

6.2.3 TDA5142T的起动技术 177

6.2.4 TDA5142T电机速度控制电路 178

6.2.5 实验结果 178

6.3 ML4425无位置传感器BLDCM控制器 180

6.3.1 无位置传感器永磁无刷直流电机控制器的选用 180

6.3.2 ML4425引脚功能 180

6.3.3 ML4425关键技术分析 183

6.3.4 ML4425外围电路的参数选取 186

6.3.5 ML4425应用于高速电机的起动技术 192

6.4 永磁无刷直流电机无位置传感器DSP控制系统 199

6.4.1 小电枢电感永磁无刷直流电机无位置传感器控制方法 199

6.4.2 无位置传感器检测硬件系统的实现 201

6.4.3 无位置传感器控制系统软件设计 211

6.4.4 实验结果与结论 215

6.5 本章小结 216

参考文献 217

第7章 稀土永磁无刷直流力矩电机控制 220

7.1 概述 220

7.2 无刷直流力矩电机伺服控制系统的硬件设计 222

7.2.1 硬件总体方案设计 222

7.2.2 控制电路设计 222

7.2.3 功率驱动电路设计 226

7.2.4 位置检测电路设计 227

7.3 伺服控制系统的软件设计 229

7.3.1 伺服控制系统的主程序结构 229

7.3.2 各子功能模块的实现 231

7.4 低速转矩脉动的分析和抑制 236

7.4.1 PWM-ON-PWM调制 236

7.4.2 换相期间调制方式对转矩脉动的影响 238

7.4.3 PWM-ON-PWM调制的应用局限 245

7.5 试验测试及结果分析 245

7.5.1 试验测试 246

7.5.2 试验结果分析 246

7.6 本章小结 249

参考文献 249

第8章 稀土永磁无刷直流电机发电运行控制 252

8.1 稀土永磁无刷直流电机发电运行 253

8.1.1 概述 253

8.1.2 能量转换方法 255

8.2 储能基本原理 256

8.2.1 储能飞轮系统能量流动简介 256

8.2.2 储能飞轮动能存储原理 257

8.3 储能飞轮基本组成 258

8.3.1 FES的基本结构 258

8.3.2 FES核心构件设计 259

8.4 发电运行的控制系统设计 261

8.4.1 控制原理及总体方案 261

8.4.2 系统的硬件设计 264

8.4.3 电路设计实现 266

8.4.4 系统的软件设计 279

8.4.5 控制算法的具体实现 281

8.5 试验测试及结果分析 285

8.6 本章小结 287

参考文献 288

第9章 新型永磁无刷直流电机电磁场的分析与计算 291

9.1 计算漏磁系数和极弧系数的意义 291

9.2 永磁无刷直流电机二维电磁场分析 292

9.2.1 分析模型 292

9.2.2 气隙径向磁场的分析及相关参数计算 293

9.2.3 气隙轴向磁场的分析及相关参数计算 294

9.2.4 电机气隙磁场的分析及相关参数计算 296

9.3 永磁无刷直流电机三维电磁场分析 296

9.3.1 分析模型 297

9.3.2 等效气隙磁通密度计算系数 298

9.3.3 等效漏磁系数 299

9.3.4 计算结果 300

9.4 相关讨论 300

9.4.1 隔磁环对电机磁场的影响 300

9.4.2 Halbach磁体结构电机的电磁场研究 303

9.5 样机电磁设计及结果分析 314

9.5.1 电机二维场及三维场电磁参数计算结果比较 314

9.5.2 气隙磁通密度的计算方法 321

9.6 本章小结 323

参考文献 323

附录 源代码 326