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研究生: 劉書銘
LIU - SHUMING
論文名稱: 偵測反電動勢實現無量測器直流無刷馬達速度控制
Brushless DC Motor Sensorless Speed Control with Back-EMF Detection
指導教授: 施慶隆
Ching-Long Shih
口試委員: 陳志明
Chih-Ming Chen
黃仲欽
Jonq-Chin Hwang
李文猶
Wen-Yo Lee
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 87
中文關鍵詞: 直流無刷馬達無感測驅動反電動勢速度控制
外文關鍵詞: Brushless DC, Sensorless, Back-EMF, Speed control
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  • 本論文主要研究利用Altera cycloneII EP2C20F484C7N晶片實現無感測無刷馬達控制器,不需要霍爾元件,擷取反電動勢的資訊判斷轉子位置,偵測反電動勢的資訊傳送至控制晶片中,必須使用類比數位轉換器將資訊傳送至晶片判斷零交越點的出現,透過每相偵測的零交越點轉換成換相訊號,透過換相訊號對晶體開關下達導通順序,但擷取反電動勢的資訊判斷零交越點容易受到雜訊的干擾,所以將單點零交越點偵測改變成兩點偵測,在透過適當的判斷法則,可大幅降低雜訊的干擾,順利判斷零交越點的出現,讓馬達順利運轉。


    This thesis aims to implement the sensorless speed control system for brushless direct current (BLDC) motor with the Field Programmable Gate Array (FPGA) chip. It could determine the position of rotor according to the information of back electro motive force (back-EMF) without Hall sensor. This system use the analog to digital converter (ADC) to detect the back-EMF zero crossing points, then commute the motor.

    But the estimation for zero crossing points would be easily interfered by noise signals.The interference with noise could be reduced with some suitable decision rules.So this system could detect the zero crossing points correctly. And let the motor spins smoothly.

    摘要 Abstract 誌 謝 目錄 圖目錄 表目錄 第一章 緒論 1.1研究動機與目的 1.2內容大綱 第二章 無刷馬達控制與驅動 2.1無刷馬達數學方程式 2.1.1三相電壓為梯形波之反電動勢偵測 2.2無刷馬達驅動方式 2.2.1 脈波寬度調變 2.2.2 120°與180°通電方式 2.2.3 位置感測元件 2.3 無感測驅動方法 2.3.1零交越點偵測 第三章 無刷馬達無感測啟動與閉迴路控制 3.1硬體及晶片介紹 3.1.1 Altera cycloneII EP2C20F484C7N實驗板 3.1.2 ADC0804數位類比轉換晶片 3.1.3 光耦合隔離電路 3.1.4 直流無刷馬達驅動電路板 3.1.5 無刷馬達 3.2 無感測控制策略 3.2.1開迴路啟動: 3.2.2無感測驅動: 3.2.3閉迴路控制 3.3 馬達速度控制 3.3.1速度計算 3.3.2 PID控制器 3.3.3 PID參數調整 第四章FPGA無感測驅動系統設計 4.1除頻器設計 4.2 ADC0804取樣設計 4.3 反電動勢檢測與延遲器設計 4.4 PWM產生器與換相設計 4.5 速度估測設計 4.6 比例微分積分控制器設計 第五章 實驗結果 5.1 反電動勢與電流偵測結果 5.2 反電動勢與零交越點(ZCP)偵測結果 5.3 霍爾元件與零交越點偵測結果 5.4實驗結論 第六章 結論及建議 參考文獻

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