题目：无位置传感器无刷直流电机起动问题研究

随着工业发展需求的提高，高速电机已成为研究的热点。在压气机、离心机、高速机床等需要高速旋转机构的设备中使用高速电机，可以省去变速箱和润滑设备，实现电机轴与机械主轴的直连，从而提升设备的性能和可靠性，降低设备成本。高速磁悬浮电机由磁轴承和永磁电机两部分组成。磁悬浮轴承不存在物理接触，不存在机械摩擦，是实现电机高速旋转的保障。永磁电机采用永磁无刷直流电机，其具有高效率、高能量密度、控制简单、便于维护、体积小、价格便宜、长寿命的特点，是实现高速电机的理想选择。本论文以财政部重大科技成果转化项目为背景，针对高速磁悬浮电机无位置传感器控制的起动问题进行了研究。（1）首先介绍了高速磁悬浮电机的结构及工作原理，建立了高速磁悬浮电机的数学模型，重点分析了高速磁悬浮电机的控制特性；其次对于高速磁悬浮电机的无位置传感器起动问题从位置检测和起动方法两个方面进行了介绍。无位置传感器位置检测采用反电动势过零点检测法，重点分析了硬件电路的设计以及转子位置误差的计算和补偿。无位置传感器起动方法采用恒定电流的三段式起动法，对起动的三个阶段结合高速磁悬浮电机的模型进行了分析。（2）设计了以TI公司的TMS320F28335作为核心控制芯片的准电流源型逆变器。使用Matlab/Simulink软件对基于准电流源型逆变器的高速磁悬浮电机有位置传感器的起动过程进行了仿真，仿真结果表明准电流源型逆变器满足高速磁悬浮电机起动过程中的电流控制要求。（3）将设计的准电流源型逆变器成功应用于4kW高速磁悬浮电机，实验结果表明，准电流源型逆变器很好地实现了电枢绕组电流控制，使电机的起动过程平稳快速，验证了恒定电流的三段式起动法的有效性。