無刷直流馬達具啟動調整策略之無感測驅動器研製

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姓名

李銘恆(Ming-heng Li) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

無刷直流馬達具啟動調整策略之無感測驅動器研製
(Design and Implementation of Sensorless BLDCM Drive with Start-up Adjustment Strategy)

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摘要(中)

本論文為針對無刷直流馬達無位置感測元件驅動器設計與實現，基於馬達線電壓與反電動勢零交越點之關係，建立換相訊號估測電路取代位置感測器以提供馬達轉子位置資訊。此外為強化馬達開迴路啟動之可靠性，本文提出藉由馬達啟動前之定位步驟，基於轉子磁通會影響定子線圈電感值，並間接影響定子線圈電流在定位期間暫態時之電流曲線變化，因此利用偵測電流變化以判斷馬達掛接負載輕重程度，並輔以模糊理論調整馬達啟動時之施力大小，藉以達成在每次馬達啟動之初，啟動之可靠性與避免啟動電流過大之問題。

摘要(英)

In this thesis, design and implement for sensorless brushless dc motor drive are discussed. Based on the relationship between line to line voltage and zero crossing points of back electromotive force in motors, hall signal estimation circuit is established to replace hall effect elements which provide the information of the rotor position. Furthermore, to enhance the reliability of open-loop start-up procedure, a duty adjustment strategy is proposed in this thesis. Based on the phenomenon of the inductance change in stator winding which is affected by the rotor flux linkage, the time which dc bus current rises to the setting value is recorded during the aligned procedure before motor starting up. The rising time to the setting current level is used to estimate the corresponding load that the motor connects. Finally, fuzzy theory is introduced to calculate the appropriate start-up duty value for achieving starting successfully within different loads.

關鍵字(中)

★ 速度控制
★ 啟動調整策略
★ 無感測

關鍵字(英)

★ Sensorless
★ Speed Control
★ Start Adjustment Strategy

論文目次

摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 Ⅲ
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 Ⅸ
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 內容大綱 3
第二章無刷直流馬達介紹 4
2.1 前言 4
2.2 無刷直流馬達結構及運轉原理 4
2.3 無刷直流馬達數學模式 5
2.4 方波驅動 8
第三章啟動調整策略 13
3.1 前言 13
3.2 定子線圈電感值變化 14
3.3 馬達定位等效電路分析 18
3.4 低通濾波器設計 20
3.5 啟動流程 21
3.6 模糊理論調整開關責任週期值 24
3.6.1 系統描述 24
3.6.2 歸屬度函數 25
3.6.3 模糊規則與推論工廠 27
3.6.4 解模糊化 29
第四章無感測馬達驅動器實現 31
4.1 前言 31
4.2 換相電路 32
4.2.1 換相原理 32
4.2.2 換相電路介紹 34
4.3 速度控制 36
4.3.1 速度控制系統架構 36
4.3.2 轉速估測 36
4.3.3 速度控制器 38
第五章硬體架構與實驗結果 41
5.1 數位訊號微控制器 41
5.2 系統電路介紹 42
5.2.1 電源供應電路 43
5.2.2 變頻器驅動電路 44
5.2.3 控制板電路 46
5.2.4 馬達規格與實驗平台 48
5.3 實驗結果 48
5.3.1 啟動調整策略 50
5.3.2 換相訊號估測電路 52
5.3.3 閉迴路速度控制 55
第六章結論與未來展望 60
參考文獻 61
附錄A 64

參考文獻

[1]孫清華編譯，「最新無刷直流馬達」，全華科技圖書，民國90年。
[2]劉剛編著，「永磁無刷直流電機控制技術與應用」，機械工業出版社，民國97年。
[3]T. H. Kim and M. Ehsani, "Sensorless Control of the BLDC Motors From Near-Zero to High Speeds", IEEE Trans. Power Electron., Vol.19, No.6, November 2004.
[4]J. X. Shen and S. Iwasaki, "Sensorless Control of Ultrahigh-Speed PM Brushless Motor Using PLL and Third Harmonic Back EMF", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol.53, No.2, April 2006.
[5]J. Shao, "An Improved Microcontroller-Based Sensorless Brushless DC Motor Drive for Automotive Applications", IEEE Trans.Ind. Appl., Vol.42, No.5, September 2006.
[6] C. M. Wang, S. J. Wang, S. K. Lin and H. Y. Lin, "A Novel Twelve-Step Sensorless Drive Scheme for a Brushless DC Motor", IEEE Trans.Magnetics, Vol.43, No.6, June 2007.
[7]F. Rodriguez and A. Emadi, "A Novel Digital Control Technique for Brushless DC Motor Drives", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol.54, No.5, October 2007.
[8]C. T. Pan and E. Fang, "A Phase-Locked-Loop-Assisted Internal Model Adjustable-Speed Controller for BLDC Motors", IEEE Trans.Ind. Electron., Vol.55, No.9, September 2008.
[9]A. Sathyan and N. Milivojevic, "An FPGA-Based Novel Digital PWM Control Scheme for BLDC Motor Drives", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol.56, No.8, August 2009.
[10]P. Damodharan and K. Vasudevan, "Sensorless Brushless DC Motor Drive Based on the Zero-Crossing Detection of Back Electromotive Force (EMF) From the Line Voltage Difference", IEEE Trans. Energy Convers., Vol.25, No.3, September 2010.
[11]P. Alaeinovin and J. Jatskevch, "Filtering of Hall-Sensor Signals for Improved Operation of Brushless DC Motors", IEEE Trans.Energy Convers., Vol.27, No.2, June 2012.
[12]王景弘，「無量測器直流無刷馬達控制與模擬」，國立台灣科技大學電機工程學系，碩士論文，民國94年5月。
[13]W. J. Lee and S. K. Sul, "A New Starting Method of BLDC Motors Without Position Sensor", IEEE Trans. Ind. Appl., Vol.42, No.6, November 2006.
[14]P. Champa, "Initial Rotor Position Estimation for Sensorless Brush-less DC Drives", IEEE Trans. Ind. Appl., Vol.45, No.4, July 2009.
[15]P. Somsiri, "Simple Intial Rotor Position Estimation Method for Three Phase Star-Connected Switched Reluctance Machine", ICROS-SICE Int.Joint Conf. 2009.
[16]王進德編著，「類神經網路與模糊控制理論入門與應用」，全華科技圖書，民國96年。
[17]H. C. Chen, Y. C. Chang and C. K. Huang, "Practical sensorless control for inverter-fed BDCM compressors", IET Electron. Power Appl., Vol.1, No.1, January 2007.
[18]C. H. Chen and M. Y. Cheng, "A New Cost Effective Sensorless Commutation Method for Brushless DC Motors Without Phase Shift Circuit and Neutral Voltage", IEEE Trans. Power Electron., Vol.22, No.2, March 2007.
[19]dsPIC30F4011/4012 Datasheet, Microchip, 2005.
[20]FSBB20CH60C Smart Power Module, Fairchild Semiconductor, Datasheet, February 2008.
[21]Single-Channel: 6N137 High Speed 10MBit/s Logic Gate Optocouplers, Fairchild Semiconductor, Datasheet, January 2011.
[22]陳守信，「電腦輔助自行車之智慧型馬達控制器研製」，國立中央大學電機工程學系，碩士論文，民國99年6月。
[23]陳柏勳，「具相位超前之無刷直流馬達無感測器驅動系統」，國立成功大學船舶機電工程學系，碩士論文，民國96年7月。

指導教授

徐國鎧(Kuo-Kai Shyu)

審核日期

2012-8-9

推文