微型外转子无刷直流电机及其控制技术研究

无传感器无刷直流电机因具有体积小、重量轻、效率高及可靠性好等优点,已经广泛应用于航模领域。目前航模上用的无刷直流电机因其结构的不同又可分为外转子无刷直流电机和内转子无刷直流电机,本文设计了一种可用于遥控飞机模型的微型外转子无刷直流电动机,并设计了对应的控制器。 首先,本文根据应用场合,对电机本体结构进行了设计。建立了基于ANSYS的外转子无刷直流电机通用的空载模型,利用该模型分析影响电机齿槽转矩的因素,找到减小齿槽转矩的方法对电机优化设计。根据优化设计的结果,制作了一批样机。 再次,本文介绍了无刷直流电机的工作原理、各种无位置传感器技术及不同的PWM调制方式。建立了基于SIMPLORER的无刷直流电机及其控制系统仿真模型,为分析和设计无刷直流电机控制系统提供了有效的手段和工具。针对无位置传感器无刷直流电机起动难点,介绍了目前常用的起动方法,在三段式起动法的基础上提出了一种改进的起动方法。 最后,搭建了基于BUCK变换器的无刷直流电机模拟控制系统,介绍了其系统构成。接着搭建了基于MSP430F149的无刷直流电机数字控制系统。详细介绍了系统的硬件构成,并说明了各组成部分的功能,给出了软件程序流程图,并进行了实验验证。