无刷直流电机的双闭环控制系统研究1

"无刷直流电机的双闭环控制系统研究" 一、无刷直流电机的工作原理 无刷直流电机是一种同步电机，主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。电动机本体为三相两极，三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件相联接。位置传感器负责跟踪转子位置，并与电动机的转轴相连接。当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩， 驱动转子旋转，再由位置传感器将转子位置信号变换成电信号，控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化按一定的次序换相。 二、无刷直流电机的特性 无刷直流电机转子采用弧形结构，可以获得梯形波的气隙磁场，定子采用整距集中绕组，由逆变器供给方波电流。其一相气隙磁场感应的反电动势与供电电流之间的关系可以用分段直线表示感应电动势。无刷直流电动机的三相定子电压的平衡方程式可用下列状态方程式表示。 三、双闭环控制系统 无刷直流电机的双闭环控制系统以DSP电机专用控制芯片TMS24OF2407A作为主控制器，以模糊PID为控制策略，来实现其具体功能。双闭环控制系统可以分为两个部分：一个是速度环，另一个是电流环。速度环的输入信号是给定的速度信号，输出信号是电流信号；电流环的输入信号是电流信号，输出信号是PWM信号。 四、模糊PID控制策略 模糊PID控制策略是基于模糊逻辑的PID控制策略。模糊PID控制策略可以根据实际情况选择合适的控制参数，实现对无刷直流电机的精准控制。 五、应用实例 2OO5年以来，神华准格尔能源有限责任公司设备维修中心使用测井综合检测仪对井下测井仪器进行检测和维修。检测仪器包括伽玛仪器、井温仪、磁定位仪、流量仪、含水仪、压力仪等多种仪器。检测结果实时打印，使仪器的检测和维修更加规范，提高了检测仪器的工作效率，保障了测井服务的质量。 六、结论 无刷直流电机的双闭环控制系统可以实现对无刷直流电机的精准控制，提高了检测仪器的工作效率，保障了测井服务的质量。本系统可以广泛应用于油田测井、工业自动化、机器人控制等领域。