文档介绍：西北工业大学硕七学位论文摘要
摘要
该论文先介绍了螺旋桨驱动电机的工作原理,分析了无刷直流电机转矩脉
动产生的原因及消除或抑制方法。论文对稀土永磁方波无刷直流电动机进行了
详细的设计,介绍了控制器的总体设计方案、硬件结构、控制程序设计等内容,
并对控制策略进行了研究。在卜建立了电机的数学模型,通过计算机仿
真,验证了数学模型的正确性,同时在理论卜对低速恒转矩高速恒功率运行进
行了分析与研究,提出了一种用模糊控制的方法实现恒功率控制,并对驱动器
进行了系统仿真,成功的研制了以数字信号处理控制器为控制核
心的驱动器,控制无刷直流电动机驱动太阳能无人飞机的螺旋桨,为后面继续
研究工作提供了参考。
该系统采用高速数字信号处理器全数字化设计,其实时性好、可靠性高,
并具有功耗低,效率高等特点,比较适合应用十太阳能无人飞机。
关键词
稀土永磁方波
无刷直流电动机恒转矩控制
恒功率驱动器
西北下业大学硕士学位论文下
北业人学硕十学位论文第一章绪论
第一章绪论
课题背景
本课题来源于国家项目太阳能无人飞机的研究,主要任务是研制无人
飞机螺旋桨驱动系统。太阳能在航空器上应用的研究,是我国新世纪航空工业
重点发展的一个新领域,太阳能无人飞机成为我国航空工业研究热点,这主要
因为太阳能无人飞机不需要携带大量沉重的能源,可长时间工作,广泛应用于资
源调查、环境检测、交通管理和军事等用途,木次课题主要针对太阳能无人匕
机螺旋桨驱动系统进行研究,研究了驱动系统的构成以及控制方式,对提高电
机效率进行了分析研究,并设计了电机,本项日对于我国太阳能无人机的发展
跟踪具有重要的意义。
太阳能无人机的发展概况
太阳能无人飞机的研究在我国还处于起步阶段,美国在太阳能无人飞机发
展中处于世界领先水平,先后己推出种型号太阳能无人芍机。
第一代,探索者年,探索者方案经过
几次修改后被美国“环境研究飞行器与传感器技术”项目采纳,其焦点
是研制持续飞行的亚音速无人飞机,机翼长米,太阳能提供电能,
有个螺旋桨驰动电机,重量公斤,电动机功率
年月日,探索者太阳能无人飞机开始自然科学
任务,飞行高度达到米,太阳能备用电池可在日落时提供小时的电能,
可以在海洋上飞行监测风暴,提供精确的咫飞预测、农作物、森林生长等情况,
飞机上装有两台测量仪器。
第二代,探索者改进型号。它是在探索者型号上改进
而成,机翼长米,飞行高度达到米。机翼卜电机增加到个,电动
机功率为
第三代,百人队队长年,百人队队长一。门在
探索者改进型号基上设训而成,机翼长米,飞行
西北业大学硕学位论文第一章绪论
原理、和控制方式具有重要意义。
论文主要对驱动器的两大部分进行研究,一部分是根据太阳能无人飞机的
技术要求设计一种高效率的稀土永磁力一波无刷直流电动机作为螺旋桨的驱动电
机。另一部分是运用公司的数字信号处理器芯片一作为
控制核心设计稀土永磁方波无刷直流电动机控制器,控制太阳能无人匕机的螺
旋桨,着重介绍了及其外围芯片对无刷直流电动机的控制。分析
控制电机用的事件管理器的功能。论述波的形成,以及捕获
单元对霍尔信号的处理,在论文中对驱动电机的动态数学模型和系统模型进行
了仿真。在控制方式上提出了几种策略,对电动机的低速恒转矩和高速恒功率
进行了分析研究。
西北「业大学硕十学位沦文第三章太阳能无人匕机螺旋桨驱动器工作原理
第二章太阳能无人飞机螺旋桨驱动器工作原理
本章将介绍太阳能无人飞机螺旋桨驱动电机的工作原理,驱动电机由稀土
永磁无刷直流电动机构成,因此本章的主要内容将围绕稀土永磁无刷直流电动
机及其控制来进行介绍。
稀土永磁方波无刷直流电动机工作原理
稀土永磁方波无刷直流电动机
稀土永磁方波无刷直流电动机是集电动机本体,控制器和转子位置传感器
于一身的机电一体化电机。下图是一个三相桥式逆变电路的稀土永磁方波
无刷直流电机原理图
直流电爱
电子换向巾路
位传威器
图稀土永磁方波无刷直流电机原理图
电动机本体结构与稀土永磁同步电动机相似,由定子和转子两大部分组成,定
子包括电枢轨和电枢齿,电机绕组放在定子的齿槽内,稀土永磁材料做的磁极
嵌在转子骊匕下图是一个一对极六槽结构的稀土永磁方波无刷直流电动
机的截面示意图。
尸工沙丫
叫
介厂
冈一比
以川一
图稀上永磁方波无刷直流电动机的截面示意图
西北业大学硕士学位论文第一章太阳能无人匕机螺旋桨驱动器作原理
无刷直流电动机根据气隙磁场波形可分为方波电动机和正弦波电动机,螺旋桨
驱动电机中用的是方波电动机。方波无刷直流电动机的设计思想可