面向电动车的新型无位置传感器无刷直流电机控制系统设计

文章介绍一种数字信号处理器（DSP）控制的无刷直流电机控制系统。利用TMS320LF2407的运动控制接口形成单片DSP控制的电机系统。使用霍尔元件检测转子磁极位置，形成电子换相逻辑。由PI进行速度和电流控制，用模糊逻辑实现位置控制，文中讨论了模糊变量的域的选取和变域控制方法。最后给出了实验结果和结论。   无刷直流电动机作为一种新型的无级变速电动机，不仅具有交流电机的体积小、重量轻、惯量小等特点，而且拥有直流电动机优良的调速性能，但又没有机械换向器的缺点，因此得到了广泛的应用。无论在数控机床

随着环境污染和能源危机的双重压力加大，人们对电动车的需求逐步提高。电动车通常包含四大部分：控制系统、电机及其驱动系统、电池和车体。其中，电机及其驱动系统直接决定了电动车的整体特性。相比其他电机，无刷直流电机凭借在能量密度、效率等方面的明显优势，逐渐成为电动车领域的主要选择。而无位置传感器的无刷直流电机，更是避免了位置传感器的安装，简化了结构，节约了成本，提高了电机的可靠性。所以，无位置传感器技术逐渐成为电动车电机驱动领域中的研究热点。 　　反电动势过零检测法是当前最成熟、应用最广泛的一种转子位置

采用Altera公司推出的Cyclone系列FPGA，根据反电势过零检测算法，利用硬件模块化的设计方式，实现了面向电动车的新型无位置传感器无刷直流电机控制系统设计。试验表明，系统调速范围宽，可平稳启动，对由干扰造成的检测误差信号具有较强的容错性，适用于电动车的电机驱动系统。

0 引 言 　　众所周知，直流电动机调速性能好，但存在机械换向装置易造成换向火花、电磁干扰及需要定期维护等不足；同步电动机效率高，功率因数可调，但存在启动困难，重载时易振荡失步等问题。 　　随着电力电子技术、计算机技术和新型永磁材料的不断发展，为提出一种利用电子换向原理实现永磁无刷电动机控制创造了条件。特别是近几年推出的数字信号处理器(DSP)芯片，解决了原来微处理器结构复杂，单片微处理速度达不到实时系统控制的要求，为无刷电动机的复杂算法提供了软硬件基础。 　　1 系统结构和工作原理