无位置传感器无刷直流电机控制关键技术——反电动势法研究

"这篇博士学位论文主要探讨了无刷直流电机（BLDCM）无位置传感器控制的关键技术。作者李自成在导师秦忆指导下，针对转子位置辨识、PWM控制策略、起动控制以及转矩脉动抑制等问题进行了深入研究。文章特别关注反电动势法在转子位置检测中的应用，并提出了改进的反电动势过零检测理论，通过线反电动势傅里叶级数分析来精确获取转子位置。此外，论文还分析了八种不同的两两导通PWM调制方式，以适应不同的无位置传感器控制需求。" 【详细知识点】: 1. **无刷直流电机（BLDCM）特点**：BLDCM因其结构简洁、效率高、易于控制和维护而广泛应用于多个领域。传统BLDCM采用三相六状态120°导通方式，需要位置传感器来确保换相控制。 2. **无位置传感器控制**：这种控制技术旨在减少成本和体积，提高系统可靠性。它需要解决的关键问题包括转子位置识别、PWM控制、起动控制和转矩脉动抑制。 3. **反电动势法（Back EMF）**：反电动势法是转子位置检测的主要手段，因为它原理直观且可靠。论文提出了一种改进的反电动势过零检测理论，通过检测两线电压而非传统的硬件检测，实时计算出未导通相的反电动势过零点。 4. **线反电动势傅里叶级数分析**：通过对任意平顶宽度梯形波形的反电动势进行傅里叶级数展开，可以精确确定过零点对应电子换相点，适用于对称的三相反电动势波形。 5. **简化实用的线反电动势法**：这种方法只需要电机定子电阻信息，对参数不敏感，不需要额外的相位延迟和换相历史信息，提高了实用性。 6. **PWM调制方式**：论文分析了八种两两导通的PWM调制策略，每种策略与特定的转子位置辨识方法相对应，为不同情况提供了选择。 7. **电机起动控制**：无位置传感器控制技术中的起动控制也是一个挑战，因为它涉及到初始转子位置的确定和稳定运行的过渡。 8. **转矩脉动抑制**：转矩脉动是影响电机性能的重要因素，文中提出的策略旨在减少这种脉动，提升电机运行的平稳性和效率。 9. **无位置传感器技术的理论与实际价值**：这项研究不仅有理论意义，也具有实际应用价值，尤其是在简化系统设计和提高系统性能方面。 这篇论文对无刷直流电机无位置传感器控制技术进行了全面研究，尤其在转子位置检测和PWM调制策略上提出了创新方法，为实际应用提供了有力的理论支持。