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A study of control systems for brushless DC motors

机译：无刷直流电动机控制系统的研究

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摘要

Brushless DC (BLDC) are replacing DC motors in wide range of applications such as household appliances, automotive and aviation. These applications require a very robust, high power density and efficient motor for operation. BLDCs are commutated electronically unlike the DC motor. BLDCs are controlled using a microcontroller which powers a three phase power semiconductor bridge. This semiconductor bridge provides power to the stator windings based on the control algorithm. The motor is electronically commutated, and the control technique/ algorithm required for commutation can be achieved either by using a sensor or a sensorless approach. To achieve the desired level of performance the motor also can be controlled using a velocity feedback loop.;Sensorless control techniques such as Direct Back Electromotive Force (Back- EMF), Indirect Back EMF Integration and Field Oriented Control (FOC) are studied and discussed.;To achieve a desired level of performance in various applications that require the motor to operate at constant speed over various loads, the motor has to be operated using a suitable velocity control loop. These types of controllers are achieved by using a conventional proportional- integral (PI) controller.;The speed vs. torque characteristics of several different sensorless control techniques of BLDCs were studied and compared to the speed vs. torque curve of a separately excited DC motor. The speed vs. torque characteristic of a BLDC using a PI controller is also discussed.
机译：无刷直流（BLDC）正在广泛应用于家用电器，汽车和航空等领域，取代直流电动机。这些应用需要非常坚固，高功率密度和高效的电动机才能运行。与直流电动机不同，BLDC通过电子方式整流。 BLDC使用微控制器控制，该微控制器为三相功率半导体桥供电。该半导体桥根据控制算法为定子绕组供电。电机是电子换向的，换向所需的控制技术/算法可以通过使用传感器或无传感器方法来实现。为了达到期望的性能水平，还可以使用速度反馈回路来控制电动机。研究并讨论了无传感器控制技术，例如直接反电动势（Back-EMF），间接反电动势积分和磁场定向控制（FOC）。为了在要求电动机在各种负载下以恒定速度运行的各种应用中达到理想的性能水平，必须使用合适的速度控制回路来运行电动机。这些类型的控制器通过使用常规的比例积分（PI）控制器来实现。;研究了几种不同的BLDC无传感器控制技术的速度与转矩特性，并将其与单独励磁的直流电动机的速度与转矩曲线进行了比较。 。还讨论了使用PI控制器的BLDC的速度与转矩特性。

著录项

  • 作者

    Mohammed, Omar.;

  • 作者单位

    The University of Toledo.;

  • 授予单位 The University of Toledo.;
  • 学科 Electrical engineering.
  • 学位 M.S.L.
  • 年度 2014
  • 页码 62 p.
  • 总页数 62
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
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