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研究生: 田茂陽
Mao-yang Tien
論文名稱: 永磁同步馬達控制與模擬
Control and Simulation of a Permanent Magnet Synchronous Motor
指導教授: 施慶隆
Ching-Long Shih
口試委員: 黃志良
Chih-Lyang Hwang
李文猶
Wen-yo Lee
許新添
hsin-teng Sheu
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: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 90
中文關鍵詞: 永磁同步馬達弦波速度控制弦波位置控制無感測弦波速度控制
外文關鍵詞: Permanent Magnet Synchronous Motors, Speed control of sinusoidal wave drive, Position control of sinusoidal wave drive, Speed control of sensorless sinusoidal wave driv
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本論文提出一種適用於永磁同步馬達弦波控制之無感測器驅動法,此方法取得之換相訊號不需要多級濾波器、中性點電壓、相移電路,也無須複雜之數學運算。與一般常見的反電動勢零交越點偵測法不同,此方法僅需簡單的低通濾波電路和比較器即可取得代替霍爾訊號之換相訊號,並用此換相訊號完成無感測速度控制。

實作上本論文使用Microchip公司所生產的數位訊號控制器,實現了有感測弦波速度控制、弦波位置控制,無感測器實現及無感測弦波速度控制之實驗,並使用Matlab/Simulink做模擬與實驗結果做比較,其模擬響應近似於實驗結果,證實馬達數學模型可取代真實系統。


This thesis presents the design and implementation of a sensorless control scheme for the widely used sinusoidal wave drive control of Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM). In this method, to obtain commutation signals is without the motor neutral voltage, multistage filters, phase shift circuits and the complex mathematics calculation that is unlike common EMF zero crossing detection method. However, the proposed approach is only required a simple low-pass filter circuit, comparators and the substitution for Hall Sensor commutation signals to attain sensorless speed control.

The experiments are done to achieve speed control of Hall Sensor sinusoidal wave drive, position control of sinusoidal wave drive, sensorless implementation and speed control of sensorless sinusoidal wave drive via the Microchip's microcontroller unit. Finally, simulations are also conducted using Matlab/Simulink for comparing with the experimental results. It turns out simulation responses are similar to the experimental results that proves the motor mathematic model can replace actual system.

摘要 I Abstrart II 誌謝 III 目錄 IV 圖表目錄 VI 第一章 緒論 1 1.1 研究目的和動機 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 論文架構 3 第二章 永磁同步馬達原理及控制架構 4 2.1 馬達分類及介紹 4 2.2 永磁同步馬達數學方程式 5 2.3 永磁同步馬達之驅動原理 9 2.4 定義馬達三相與其對應之霍爾訊號 10 2.5 永磁同步馬達之驅動方法 12 2.5.1 120°方波驅動 12 2.5.2 電壓空間向量調變(SVPWM)驅動 16 2.6 無感測驅動方法 22 2.6.1 PWM切換偵測 22 2.6.2 利用馬達內部參數 23 2.6.3 端電壓估測法 24 2.6.4 平均端電壓比較法 25 2.7 永磁同步馬達無感測啟動方法 27 2.8 無感測各方法比較 29 第三章 硬體電路及軟體程式介紹 30 3.1 系統架構 30 3.2 永磁同步馬達硬體介紹 32 3.3 數位訊號控制器與硬體電路 34 3.3.1 數位訊號控制器 34 3.3.2 分壓電路 35 3.3.3 三相變頻器 36 3.3.4 低通濾波器 37 3.4 軟體與程式介紹 38 3.4.1 MPLAB 38 3.4.2 通訊介面 39 3.4.3 馬達轉速計算 40 3.4.4 比例積分控制器 41 3.4.5 位置控制程式流程 43 3.4.6 無感測速度控制程式流程 46 第四章 模擬與實驗結果 49 4.1有感測器速度電流模擬與控制 49 4.2 永磁同步馬達之位置閉迴路模擬與控制 61 4.3 無感測器模擬與實現 65 4.4 永磁同步馬達之無感測速度閉迴路模擬與控制 72 第五章 結論與建議 75 5.1 結論 75 5.2 建議 76 參考文獻 77

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無法下載圖示 全文公開日期 2018/07/17 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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