基于ARM的无刷直流电机控制系统的设计与实现

【摘要】随着科技与时代的进步,家用洗衣机开始向全自动智能变频洗衣机转变,洗衣机电机也从传统的单相异步电机逐渐被高效率的无刷直流电机所替代。采用无刷直流电机作为洗衣机电机比传统洗衣机电机效率更高,噪声更低。所以,研究无刷直流电机在洗衣机应用上的控制技术是十分有必要的。本文首先根据无刷直流电机的内部结构和运行原理,通过对整个电机的结构数学分析和MATLAB建模,建立了控制系统的仿真模型,通过仿真实验,验证了无刷直流电机的工作原理,并获取了控制系统的构建参数。其次,基于仿真结果和理论分析,本文设计了一套以ARM处理器STM32F103RBT6和IPM(IntelligentPowerModule)智能功率模块IGCM10F60GA为控制核心的硬件系统,其中包含逻辑控制电路、信号检测电路、驱动及逆变电路。然后,根据家用洗衣机的工作特点,在本文构建的硬件平台基础上设计了一套控制算法,其中包含了转速测量算法、电流检测算法、换相控制算法、启动和制动控制算法,并通过软件编程将这些算法一一实现。最后,本文对根据家用电器国家3C认证对电磁兼容性的具体要求,对整套控制系统进行了电磁兼容性分析,设计了抗电磁干扰电路,并通过EMI(ElectromagneticInterference)传导检测实验室测试。所设计的无刷直流电机控制系统,经实验室测试和洗衣机带载测试,基本满足全自动智能变频洗衣机的功能和技术指标要求,电磁兼容性也符合家用电器国家3C认证相关标准要求。
【作者】陈文佳；
【导师】高明煜；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】无刷直流电机；STM32；转矩脉动；电磁兼容；

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