无刷直流电机无霍尔传感器位置检测电路和速度检测电路设计及仿真研究
关键词 电动车 无刷直流电机 无位置传感器 反电势过零点
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Design and simulation of circuit for detecting position and speed of BLDC without Hall sensors
Abstract
Electric vehicles (electric bicycles, electric cars, etc.) because of its environmental advantages of energy-saving and convenient are being widely used. And non-brushless DC motor position sensor simplifies the structure of the electric car, Avoiding the wrong position sensor commutation failure brought. Also the size of the electric vehicle becomes small, so that electric vehicles tend to be more minimized. This paper introduces the structure and working principle of electric vehicle control system，and the works of Position Sensor and No position sensor. It describes the working principle of non-position sensor and the detection circuit and EMF zero crossing works.
Keywords Electric vehicles BLDC No position sensor EMF zero crossing
目 次
1 引言 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 无刷直流电机控制技术 2
2 无刷直流电机的组成及数学模型 3
2.1 无刷直流电机的组成 3
2.2 控制器部分 3
2.3 无刷直流电机的工作原理 4
2.4 无刷直流电机的数学模型 6
3 直流无刷电机两种不同位置检测方法及速度检测方法 8
3.1 霍尔位置传感器位置检测 8
3.2 无位置传感器位置检测 9
3.3 无位置传感器速度检测 22
4 电路仿真 23
4.1 直流无刷电机无位置传感器电路仿真 23
4.2 无刷直流电机速度检测 26
4.3 PCB 排版 27
结 论 29
致 谢 30
参考文献31
1 引言
由于经济发展引发的环境问题和交通问题，电动车行业正在日益壮大，无刷直流电机因其调速性能好、结构简单、运行效率高以及文护方便等优点,成为电动车领域的主流驱动电机[1][2]，而无位置传感器无刷直流电机不仅电路结构简化了电路结构，而且也使文修变得方便，同时还减小了电动车体积，所以无位置传感器无刷直流电机正在受到人们的普遍重视，本文即对无位置传感器无刷直流电机的工作原理及电路设计进行研究。
1.1 课题研究的背景及意义
先前的直流电动机具有调速性能好、效率高等特点,在电气方面获得广泛应用，由于电刷和换相器换相的采用,传统电机存在摩擦,其中伴有电火花、电磁干扰等问题；而且制造、成本、文护方面都有各种各样的问题，这些都限制了的直流电动机的发展，随着功率器件的发展，无刷直流电机也得以进一步发展。永磁无刷直流电机有两种，一种是正弦波型永磁无刷直流电动机，它的反电势波形以及供电电流波形都是正弦波,它对位置传感器的要求比较高，导致成本上升，所以一般用于伺服控制系统；另一种是方波型永磁无刷直流电动机,它的反电势是梯形波,供电电流为方波,它对转子位置信号的要求不高。一般情况下，无刷直流电动机都是指方波型永磁无刷直流电动机,而且在本论文中如果没有特殊说明的话均指这类电动机[3]。