无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计

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无刷直流电机控制系统仿真-毕业设计

无刷直流电机控制系统仿真-毕业设计

毕业论文课题名称无刷直流电机双闭环PI控制系统仿真系部专业班级学号姓名指导教师摘要本设计基于MATLAB/SIMULINK环境,利用其自带模块,编写S-函数程序,建立无刷直流电机的闭环控制系统模型。

此系统采用转速-电流PI双闭环控制策略。

其中,转速环为控制外环,使用PI控制算法;电流环为控制内环,采用滞环比较PWM控制方式,使得实际电流能跟踪参考电流。

在分析了无刷直流电机的物理特性之后,可以建立其数学模型,将它与控制系统数学模型结合,就可以实现电机控制。

将仿真结果与理论分析对比之后,可以看到本控制系统具有良好的控制效果。

关键词:无刷直流电机;双闭环控制系统;MATLAB/Simulink;PI控制Abstractbased on MATLAB/SIMULINK environment, using the automatic module and writing S - function program establish a model of the closed loop control system of brushless dc motor. This system USES PI speed - current double closed-loop control strategy. Among them, the speed loop as the outer ring to use PI control algorithm; Current loop to control the inner ring, using the hysteresis PWM control mode, makes the actual current can track reference current. Physical properties after the analysis of the brushless dc motor, can establish its mathematical model, combined with control system mathematical model, it can achieve motor control. After compare the simulation results and theoretical analysis, you can see this control system has good control effect.Keywords: Brushless DC Motor; double-loop control system; MATLAB/Simulink; PI control目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究现状及分析 (3)1.3 研究目的及意义 (4)1.4 本文的主要内容 (4)第二章 MATLAB中S-函数的介绍 (6)2.1 S-函数的介绍与使用方法 (6)第三章无刷直流电机的组成结构与工作原理 (10)3.1 无刷直流电机的基本结构 (10)3.1.1 无刷直流电机的基本结构原理 (10)3.1.2 电子开关电路 (11)3.2 无刷直流电机的工作原理 (11)第四章双闭环控制策略 (15)4.1 PI调节器的原理 (15)4.2 双闭环控制系统原理与仿真 (16)4.2.1 转速调节模块 (18)4.2.2 参考电流模块 (18)4.2.3 电流滞环控制模块 (19)第五章无刷直流电机的数学建模 (23)5.1 无刷直流电机的基本特性 (23)5.1.1 基本方程 (23)5.1.2 运行特性 (25)5.2 无刷直流电机的数学模型与仿真模型 (29)5.2.1 电压方程 (29)5.2.2 等效电路 (30)5.2.3 状态方程 (30)5.2.4 转矩方程 (33)5.2.5 电机本体模块 (35)5.3 电压逆变模块 (36)5.4 中性点模块 (37)第六章仿真结果与分析 (38)6.1 整体仿真系统模型 (38)6.2 仿真结果与分析 (38)第七章总结与体会 (42)结束语 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录 (47)第一章绪论1.1 研究背景传统直流电机以机械形式进行换向,存在火花、无线电干预、噪声和寿命短等严重弊端。

直流无刷电机毕业设计.doc

直流无刷电机毕业设计.doc
主要任务
(1)正确设计原理图
(2)采购元器件
(3)焊接元器件
(4)调通硬件
(5)设计软件,电机正常运转
验收
标准
(1)原理图
(2)元器件
(3)电路版
(4)调试完成的成品板
(5)设计软件,电机正常运转
主要性能指标
1.具有控制开环、三相或四相无刷直流电机;
2.可以选择在60°/120°或120°/240°的传感器相位角;
1.4
脉宽调制即PWM (Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲宽度进行调制的技术,即通过对一系列的脉冲宽度进行调制,来等效地获得所需波形。PWM驱动是利用大功率管的开关特性,按固定频率来接通和断开,并根据需要改变一个周期内“接通”与“断开“时间的长短,通过改变无刷直流电动机定子绕组上电压脉冲的占空比来改变平均电压的大小,从而控制电动机的转速。
3.2
无刷直流电机驱动器原理图如图3-2所示。单片机的6路PWM输出控制电机驱动MOS管,无刷直流电机的霍尔信号送入单片机作为换向的依据。
从电机转子位置检测器送来的三相位置检测信号(SA,SB,SC)一方面送入单片机,经单片机结合正反转控制端、起停控制端、制动控制端、电流检测端等控制逻辑信号状态,经过运算后,产生逆变器三相上、下桥臂开关器件的6路原始控制信号,其中,三相下桥开关信号还要按无刷直流电机调速机理进行脉宽调制处理。处理后的三相下桥PWM控制信号(AT,BT,CT,)经过驱动电路整形、放大后,施加到逆变器的6个开关管上,使其产生出供电机正常运行所需的三相方波交流电流。
SZPT33035提供I2C接口与MCU进行通信控制,通信时钟可达400Kbps。
SZPT33035具有高可靠性,内置振荡和上电复位以及看门狗电路;

无刷直流电机毕业设计

无刷直流电机毕业设计

无刷直流电机毕业设计编号无锡太湖学院毕业设计(论文)题目:电动小车中无刷直流电机的控制系统业学号: 0822104学生姓名:姚振德指导教师:方光辉(职称:副教授)(职称:)2019年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计(论文)诚信承诺书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)电动小车中无刷直流电机的控制系统是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。

班级:学号:作者姓名:月无锡太湖学院信机系电子信息工程专业毕业一、题目及专题:1、题目设计论文任务书2、专题一、课题来源及选题依据:直流电动机因其优良的调速、起动、制动性能在各种电力拖动系统中得到广泛的应用,但因直流电机的机械换向出现的火花等问题在一些地方限制了直流电机的使用。

自20世纪70年代以来,电力电子器件迅速发展,研制并生产出多种既能控制其导通又能控制其关断的全控型器件,如门极可关断晶闸管(GTO )、电力晶体管(GTR )、电力场效应管(P-MOSFET )、绝缘栅极双极型晶体管(IGBT )等,这些全控型器件性能优良,由它们构成的电子开关在直流电机中取代了机械换向,构成直流无刷电机,解决了机械换向出现的火花等问题,同时由全控元件组成的脉宽调制直流调速系统(简称PWM 调速系统)近年来在中小功率直流传动中得到了迅猛的发展, 且由于专用集成电路的出现,使控制器性能更加优良,体积减小。

本课题研究电动小车中无刷直流电机的控制系统。

二、本设计应达到的要求:了解电动小车的工作情况,其负荷特点;了解PWM 技术的现状﹑发展以及其应用价值和可操作性。

明确生产机械对ZD 调速系统的要求;拟定ZD 调速方案;熟悉无刷ZD 电动机的基本工作原理;熟悉位置检测传感器的原理;选用专用PWM 集成电路在无刷直流电动机进行速度控制;应用集成驱动电路完成对电动机驱动和调速等性能的要求;完成毕业设计总体方案。

毕业设计:无 刷 直 流 电 机 控 制 器 设 计

毕业设计:无 刷 直 流 电 机 控 制 器 设 计
当今随着计算机进入控制领域,以及新型的电力电子功率元器件的不断出现,采用全控型的开关功率组件进行脉冲调制(pulse width modulation,简称PWM)控制电机已成为主流。目前在国外的一些公司相继推出了用于电机调速的数字信号处理(DSP)芯片,在空调、洗衣机、电冰箱等家用电器领域及工业变频控制领域,以其使用便捷、可靠性高、结构紧凑、成本低和功能强等优势而被广泛使用。
2.4发展趋势
随着石油能源的日趋紧张以及人们环保意识的增强, 电动自行车越来越受欢迎。用无刷电机驱动已成为电动车的发展方向。永磁直流无刷电机是近年来迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机。该电机由定子、转子和转子位置检测元件霍尔传感器等组成, 既具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便的特点, 又具有直流电机良好的调速特性,并且无机械式换相器, 现已广泛应用于各种调速场合。无刷直流电机因其体积小、转矩高、可靠性高、维护方便等优点, 在电动自行车等家用设备中得到了广泛的应用。 以前没有一个专用控制芯片能够对霍尔传感器检测出的位置信号进行译码, 它本身更不具备过流、过热、欠压、正反转选择等辅助功能, 因此设计者最初采用分立元件组成的庞大的模拟电路来对它进行控制, 使得系统的设计、调试相当复杂, 而且要占用很大面积的电路板, 有时候与把控制器内嵌到电机内部的要求相矛盾。后来MOTOROLA公司研制了无刷电机控制专用芯MC33035, 它集译码、过流、过热、欠压、正反转选择诸功能于一身, 组成的系统所需外围电路比较简单。无刷直流电机控制器结构有多种形式, 最初是采用分离元件组成的庞大而复杂的模拟控制电路, 由于调试难度大, 稳定性差, 已逐渐被淘汰 以微机(单片机) 为核心构成的数字控制电路调速控制功能强, 但存在着运算速度慢的缺陷, 一般只适用于复杂的运行控制场合新型电机控制专用芯片的出现, 给无刷直流电机调速装置的设计带来了极大的便利, 这种集成模拟控制芯片控制功能强、保护功能完善、工作性能稳定, 组成的系统所需外围电路简单、抗干扰能力强, 特别适用于工作环境恶劣、对控制器体积、价格性能比要求较高的场合。

基于MC33035的无刷直流控制系统毕业设计

基于MC33035的无刷直流控制系统毕业设计

基于MC33035的无刷直流控制系统毕业设计刷直流电动机的发展现状:无刷电动机的诞生标志是1955年美国D.Harrison等人首次申请了用晶体管换相电路代替机械电刷的专利。

而电子换相的无刷直流电动机真正进入实用阶段,是在1978年的MAC经典无刷直流电动机及其驱动器的推出。

之后,国际上对无刷直流电动机进行了深入的研究,先后研制成方波无刷电机和正弦波直流无刷电机。

20多年以来,随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术特别是大功率开关器件的发展,无刷电动机得到了长足的发展。

无刷直流电动机已经不是专指具有电子换相的直流电机,而是泛指具有有刷直流电动机外部特性的电子换相电机。

直流电动机以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用,但普通的直流电动机由于需要机械换相和电刷,可靠性差,需要经常维护;换相时产生电磁干扰,噪声大,影响了直流电动机在控制系统中的进一步应用。

为了克服机械换相带来的缺点,以电子换相取代机械换相的无刷电机应运而生。

1955年美国D.Harrison等人首次申请了用晶体管换相电路代替机械电刷的专利,标志着现代无刷电动机的诞生。

而电子换相的无刷直流电动机真正进入实用阶段,是在1978年的MAC经典无刷直流电动机及其驱动器的推出。

之后,国际上对无刷直流电动机进行了深入的研究,先后研制成方波无刷电机和正弦波直流无刷电机。

20多年以来,随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术以及电力电子技术特别是大功率开关器件的发展,无刷电动机得到了长足的发展。

无刷直流电动机已经不是专指具有电子换相的直流电机,而是泛指具有有刷直流电动机外部特性的电子换相电机。

无刷直流电动机不仅保持了传统直流电动机良好的动、静态调速特性,且结构简单、运行可*、易于控制。

其应用从最初的军事工业,向航空航天、医疗、信息、家电以及工业自动化领域迅速发展。

在结构上,与有刷直流电动机不同,无刷直流电动机的定子绕组作为电枢,励磁绕组由永磁材料所取代。

无刷直流电机控制系统控制器设计

无刷直流电机控制系统控制器设计

航空工业管理学院毕业论文(设计)2014 届电气工程及其自动化s 专业 1206972 班级题目无刷直流电机控制系统控制器设计姓名垒刚学号 120697201指导教师建锋职称副教授二О一四年五月六日摘要无刷直流电动机控制系统设计主要包括控制器、功率变换器和软件设计。

本人的设计主要是进行控制器的设计,本设计主要是介绍了直流电动机的发展概况、组成结构、工作原理、控制方式以及单片机AT89C51的在系统中的应用。

本人设计的控制器主要是由AT89C51的单片机将位置检测电路、换相逻辑电路、键盘接口回路连接到一起。

当无刷直流电动机在转动时,位置传感器根据转子当前的转动位置,发出相应的的信号CAP1-CAP3,然后再由单片机输出的PWM调制信号PWM1(P0.6)和AT89C51输出的信号(P0.0~P0.5)逻辑组合变换后得到控制6个功率管的触发信号(PWM11——PWM16),通过改变PWM脉冲信号的占空比来实现对电机转速的控制。

无刷直流电机的定子电枢绕组换相和正反转控制是通过用反映电机转子位置的霍尔信号改变MOSFET功率管的开通和关断的顺序来实现的。

通过键盘的输入进而来实现电动机的的启动、停止、动、正转和反转,从而实现了无刷直流电动机的简单的自动化控制。

关键词无刷直流电动机;AT89C51单片机:PWMAbstractBrushless DC motor control system design includes a controller, a power converter and software design. I designed primarily for controller design, the design is mainly introduces the development of DC motors, composition structure, working principle, method and SCM AT89C51 control applications in the system. I designed controller AT89C51 microcontroller primarily by the position detection circuit commutation logic circuit, keyboard interface circuits connected together. Brushless DC motor control MCU controller is mainly based on the current rotational position of the rotor, to issue the corresponding control word, by changing the duty cycle of the PWM pulse signal to achieve the motor control. Brushless DC motor stator and armature winding commutation reversing control is achieved by changing the opening of the power MOSFET on and off with the order reflecting the Hall rotor position signals to achieve. By entering the keyboard and then start the motor to achieve, stop, move, forward and reverse, in order to achieve a simple automated control of brushless DC motor.KeywordsBrushless DC motor; AT89C51 microcontroller: PWM目录摘要 (1)第一章无刷直流电动机的原理和机构的概述 (5)1.1 无刷直流电动机的发展概况 (5)1.2本设计容及研究 (6)1.3 无刷直流电动机的结构和基本工作原理 (6)1.3.1 现对无刷直流电动机各部分的基本结构说明 (6)1.3.2 无刷电机的运行原理 (7)1.3.3 无刷直流电动机转矩分析 (8)1.3.4 无刷的直流电动机与输出开关管换流信号 (10)第二章无直类型的流电动机的控制器方案 (13)2.1无刷的直流电动机系统 (13)2.2无刷直流电动机控制器设计方案 (13)2.2.2 无刷的直流电动机控制系统组成框图 (13)2.3控制器的基本原理 (14)2.4脉宽调制(PWM)技术 (15)2.4.1 脉宽调制的原理 (15)第三章无刷直流电动机控制器的硬件设计 (16)3.1 AT89C51单片机简介 (16)3.2单片机最小系统 (17)3.3传感器选择 (21)3.4单片机与键盘接口设计 (19)3.5 位置检测电路设计 (21)3.6换相逻辑电路的设计 (25)第4章控制器软件部分的设计 (28)4.1 控制器软件设计总述 (28)4.2程序流程图 (28)结束语 (32)致 (33)参考文献 (34)第一章无刷直流电动机的原理和机构的概述前言无刷类型直流的电动机为一种很新型的电动机,单片机被作为了它的控制核心的电动机控制器为本设计的目的和要求,其中包括硬件系统设计和软件系统设计。

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计

无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计学号:1008421057本科毕业论文(设计)(2014届)直流无刷电机控制系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程姓名胡杰指导教师陆俊峰陈兵兵高工助教2014年4月摘要无刷直流电机的基础是有刷直流电机,无刷直流电机是在其基础上发展起来的。

现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位,但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。

自上世纪以来,人们的生活水平在不断地提高,人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化,而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展,人们对电机的要求也在不断地改变。

现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等,由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。

本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机,主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片,通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。

关键词:控制系统;DSPIC30F2010芯片;无刷直流电机AbstractBrushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention.Since the last century, constantly improve the people's standard of living, people in the office, industrial, manufacturing, electrical appliances and other fields increasingly tend to be miniaturization, intelligence, high efficiency, and as all equipment in the field of motor is in constant development, people on the requirements of the motor is in constant change. At this stage of the requirements of the motor is high efficiency, high speed, high precision and so on, so is the application of brushless dc motor as the change of people's requirements and continuously rapid growth.The design of this system mainly through a control system to drive the brushless dc motor, mainly dspic30f2010 chips as the main control chip, through collecting motor feedback control circuit of hall signal and compare and then programmatically to control the speed of brushless motor and started to stop.Keywords: Control system; dspic30f2010 chip; brushless DC motor目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (IV)1 引言 01.1 研究背景及意义 01.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务与要求 (1)2 基本理论 (1)2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理 (1)2.2 无刷直流电机的运行特性 (4)2.3 无刷直流电机的应用 (5)3 直流无刷直流电机控制系统的设计 (6)3.1 无刷直流电动机系统的组成部分 (6)3.2 无刷直流电机控制系统的设计 (8)4 直流无刷电机的电路设计 (9)4.1 开关电路的设计 (9)4.2 保护电路的设计 (9)4.3 驱动电路的设计 (10)4.4 反馈电路的设计 (10)4.5 电源电路的设计 (11)5 直流无刷电机控制系统的软件设计 (11)5.1 系统功能的实现 (12)5.2 软件流程图 (12)6 实物成果及展望 (13)致谢 (16)参考文献 (16)附录 (19)1 引言近年来随着微电子技术自动控制技术和新型永磁材料的发展,无刷直流电机的应用越来越广泛。

无刷直流电机控制毕业设计论文

无刷直流电机控制毕业设计论文

摘要摘要近些年来,随着人们对保护生态环境意识的逐渐提高,电动车得到了迅速发展,相信这种电动车在将来会成为人们广泛应用的一种交通工具。

本文介绍了基于TMS320LF2407的霍尔位置传感器直流无刷电机控制系统的设计原理和设计过程。

以如何构建该系统为中心,侧重于TMS320LF2407技术在BLDCM 控制系统中的具体应用。

首先对直流无刷电机的基本组成环节、基本工作原理作了详细的介绍,分析了直流无刷电机的换相过程和PWM 信号的分配情况。

在此基础上,提出了基于DSP 技术的有位置传感器设计方案,并根据该方案分别进行了硬件电路和系统软件的设计与调试。

硬件部分先作了整体设计的论述,然后对主要的电路设计,及一些重要电子元器件及其参数的选择做了介绍。

软件部分也首先介绍了整体设计,接着详细论述了软件实现方面的几个问题。

关键词:电动车;无刷直流电动机;霍尔位置传感器;TMS320LF2407ABSTRACTABSTRACTIn the recent years,as People are gradually awareness of protecting the ecological environment,the electric vehicles has been rapid developed. So we believe the electric vehicles will be widely used in the future.This document presents the theory and process of the design for a hall position sensor BLDCM motor using TMS320LF2407. Regard how to structure the control system with TMS320LF2407 chip as the center in this paper .I first talk about the basic component part, the basic running principle of the BLDG motor. Followed, it analyses the course of changing phase and distributing of PWM signal. Based on these facts, we present the sensor solution for BLDG motor, design the hardware system and software system. The part of hardware design first expounds the whole design. Then the design of several primary circuits is discussed and the choice of some important electronic components and their parameters in these circuits is analyzed. The part of software design also first discusses the whole design. Then some problems on soft ware realization are dissertated.Key words :the electric vehicles;BLDCM;hall position sensor;TMS320LF2407毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

毕业设计论文电动车无刷直流电机

毕业设计论文电动车无刷直流电机

毕业设计论文电动车无刷直流电机
电动车无刷直流电机是目前电动车领域中最主流的电机类型之一、它
采用无刷直流电机技术,具有高效率、高性能和低噪音等优点。

本文将从
原理、结构、控制和应用等方面综述电动车无刷直流电机的相关内容。

一、无刷直流电机的原理
无刷直流电机是一种基于电磁学原理工作的电机。

它采用永磁体在转
子上形成永磁场,驱动定子上的绕组与永磁场之间相互作用,实现电能转
化为机械能的过程。

二、无刷直流电机的结构
无刷直流电机主要由转子、定子和控制系统组成。

转子部分包括轴、
永磁体和换向器;定子部分包括绕组和磁铁;控制系统负责监控电机的运
行状态和控制电机的转速。

三、无刷直流电机的控制
无刷直流电机的控制主要通过控制系统中的换向器来实现。

换向器根
据转子位置和速度信号,调整绕组通电顺序,使电机保持平稳运行。

同时,控制系统还可以通过调整电压和电流来控制电机的转速和扭矩。

四、无刷直流电机的应用
无刷直流电机广泛应用于电动车领域。

它具有高效率、高性能和低噪
音等优点,可以提供稳定可靠的动力输出。

同时,无刷直流电机还具有较
快的响应速度和较高的功率密度,适用于多种电动车型。

总结起来,电动车无刷直流电机是一种高效、高性能的电机技术,具有广泛的应用前景。

未来,随着技术的不断发展,无刷直流电机将继续在电动车领域发挥重要作用。

毕业论文--无刷直流电动机控制系统设计方案

毕业论文--无刷直流电动机控制系统设计方案

无刷直流电动机控制系统设计方案摘要无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的。

现阶段,虽然各种交流电动机和直流电动机在传动应用中占主导地位,但无刷直流电动机正受到普遍的关注。

自20世纪90年代以来,随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化,作为执行元件的重要组成部分,电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点,无刷直流电机的应用也因此而迅速增长。

本设计是把无刷直流电动机作为电动自行车控制系统的驱动电机,以PIC16F72单片机为控制电路,单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号,通过软件编程控制无刷直流电动机。

关键词无刷直流电动机单片机霍尔位置传感器AbstractBrushless DC motor in a brush DC motor developed on the basis of. At this stage, although exchanges of all kinds of DC motors and motor drive in the application of the dominant, but brushless DC motor is under common concern。

Since the 1990s,as people's living standards improve and modernize production, the development of office automation, household appliances, industrial robots and other equipment are increasingly tend to be high efficiency,small size and high intelligence, as the implementation of components An important component of the motor must have a high accuracy, speed, high efficiency, brushless DC motor and therefore the application is also growing rapidly.This design is the brushless DC motor as the electric bicycle motor—driven control system, PIC16F72 microcontroller for control circuit, SCM collection and comparison—level electrical signal Hall feedback, software programming through brushless DC motor control . Key words bldcm the single chip processor hall position sensor 摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1。

无刷直流电机调速系统研制--毕业设计报告

无刷直流电机调速系统研制--毕业设计报告

摘要摘要无刷直流电动机(BLDC)是随着电机控制技术、电力电子技术和微电子技术的发展而出现的一种新型电机。

它既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点,因此在众多领域中得到了广泛的运用。

本文以TMS320F2812DSP为核心控制芯片,通过改变定子绕组电压的幅值来调节电机转子转速,运用PID控制算法实现了对无刷直流电机的高性能控制,成功地完成了对无刷直流电机转速的调节。

关键字:无刷直流电机,绕组电压,DSP,PIDI西安交通大学城市学院毕业设计(论文)I IABSTRACTABSTRACTBrushless DC motor(BLDC) is a new type motor emerging with the development of technology, power electronics technology and motor control. It is based on brush DC motor, due to a series of advantages of Brushless DC motor not only has the AC motor has simple structure, reliable operation, convenient maintenance and so on, and has high efficiency DC motor, no excitation loss and good timing performance and other characteristics, and therefore become a research hotspot.This paper introduces the present situation and development tendency of Brushless DC motor control, key talked about the operation principle, mathematical model, the intelligent control algorithm for brushless DC motor, as well as the main control chip TMS320F2812 DSP structure and application characteristics. Brushless DC motor control system is a motor control system has the characteristic of digital. Mainly by changing the amplitude of stator winding voltage to adjust the speed of the rotor in the design of the motor speed control system, using the microprocessor finished for high performance control of Brushless DC motor, successfully realized the brush DC motor speed regulation without.KEY WORDS:Brushless DC motor BLDC,Winding voltage,DSP,PIDIII西安交通大学城市学院毕业设计(论文)I V目录V目 录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的现状 (2)1.3 课题研究的内容 (3)2 无刷直流电机的基本原理 (5)2.1 无刷直流电动机的基本组成 (5)2.2 无刷直流电动机的基本工作原理 (6)2.3 无刷直流电动机的位置传感器 (6)3 无刷直流电机数学模型及PID 控制器的设计 (13)3.1 无刷直流电机的运行特性 (13)3.2 无刷直流电机的电磁转矩 (14)3.3 无刷直流电机的转速 (15)3.4 电势系数C K 和转矩系数T K (15)3.5 无刷直流电机的动态特性 (16)3.6 PID 控制算法 (17)3.7 PWM 技术 (19)4 无刷直流电机调速系统硬件设计 (23)4.1 无刷直流电机调速系统原理结构图 (23)4.2 电机控制平台主电路设计 (23)4.3 电机主电路图 (24)4.4 供电电源电路 (25)4.5 PWM 驱动电路 (26)4.6 串行接口电路 (28)4.7 电流检测电路 (29)5 无刷直流电机调速系统软件设计 (31)5.1 软件整体设计 (31)5.2 系统的初始化程序设计 (32)5.3 系统DSP 主程序 (33)5.4 系统中断服务程序 (34)5.5 系统子程序 (34)5.5.1 电流采样计算子程序 (35)5.5.2 转速采样计算子程序 (35)西安交通大学城市学院毕业设计(论文)V I 5.5.3 转速调节子程序 (35)6 总结与展望 (37)致谢 (39)参考文献 (41)绪论1 绪论1.1 课题研究的背景无刷直流电机调速系统是以电机的转矩和转速为控制对象,按生产机械工艺要求进行电机转速控制的自动化系统。

基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计

基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计

基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计在单片机的世界里,电机就像是一个顽皮的小孩,总是喜欢转个不停。

而我们的任务呢,就是给它装上一个聪明的大脑——控制系统,让它既能跑得欢,又不会伤到自己。

这不,我就要给大家介绍一下我的小发明——一款基于单片机的无刷直流电机控制系统设计。

想象一下,你面前有一台大马力的跑车,它的引擎是那么地强劲,速度又那么地快。

但是,你知道吗?这台跑车并没有用上传统的那种内燃机,而是用了一种新型的电动机。

这种电动机不需要燃料,只要电力一来,它就能“嗖”地一下跑起来,而且还能保持长久的动力输出。

这就是我的无刷直流电机控制系统啦!这个系统的核心,就是一个聪明绝顶的单片机。

它就像是这台跑车的大脑,负责接收各种信号,然后做出相应的判断和处理。

比如说,当传感器检测到车轮需要转向时,单片机就会发出指令,让电机改变转速,从而调整车轮的方向。

这样一来,无论是过弯还是避障,这台跑车都能游刃有余,稳稳当当。

除了控制车轮之外,单片机还有更多神奇的功能。

它可以实时监测电机的工作状态,一旦发现有问题,就会立刻报警并采取措施。

它还能通过无线通信模块,与手机或其他设备进行连接,让用户随时了解这台跑车的状态。

说到连接,这可是个技术活。

我得先确保单片机能够接收到来自传感器的信号,然后再将这个信号转换成电信号,最后发送出去。

这个过程就像是给单片机装上了一副“千里眼”,让它能看得更远,听得更清。

为了让这台跑车更加智能,我还给它装上了一个“自动驾驶系统”。

在这个系统中,单片机可以根据路况和驾驶者的意图,自动调整车速、方向等参数。

这样一来,驾驶者就不需要手动操作了,只需要专心开车就行。

怎么样,我的小发明是不是很厉害?这个项目让我学到了很多东西。

比如,我学会了如何用单片机编程;又比如,我学会了如何解决实际问题。

这些经验对我今后的学习和工作都有很大的帮助。

这款基于单片机的无刷直流电机控制系统设计不仅功能强大,而且操作简单。

无刷直流电机调速控制系统设计毕设论文

无刷直流电机调速控制系统设计毕设论文

目录1 前言............................................................................................................... - 1 -1.1 无刷直流电机的发展......................................................................... - 1 -1.2 无刷直流电机的优越性..................................................................... - 1 -1.3 无刷直流电机的应用......................................................................... - 2 -1.4 无刷直流电机调速系统的研究现状和未来发展............................. - 2 -2 无刷直流电机的原理................................................................................... - 4 -2.1 三相无刷直流电动机的基本组成..................................................... - 4 -2.2 无刷直流电机的基本工作过程......................................................... - 5 -2.3 无刷直流电动机本体......................................................................... - 6 -2.3.1 电动机定子............................................................................... - 6 -2.3.2 电动机转子............................................................................... - 7 -2.3.3 有关电机本体设计的问题....................................................... - 8 -3 转子位置检测............................................................................................... - 9 -3.1 位置传感器检测法............................................................................. - 9 -3.2 无位置传感器检测法....................................................................... - 10 -4 系统方案设计............................................................................................. - 12 -4.1 系统设计要求................................................................................... - 12 -4.1.1 系统总体框架......................................................................... - 12 -4.2 主电路供电方案选择....................................................................... - 12 -4.3 无刷直流电机电子换相器............................................................... - 14 -4.3.1 三相半控电路......................................................................... - 14 -4.3.2 三相全控电路......................................................................... - 15 -4.4 无刷直流电机的基本方程............................................................... - 16 -4.5 逆变电路的选择............................................................................... - 18 -4.6 基于MC33035的无刷直流电动机调速系统................................... - 19 -4.6.1 MC33035无刷直流电动机控制芯片...................................... - 19 -4.6.2 基于MC33035的无刷直流电动机调速系统设计 ................ - 20 -5 无刷直流电机调速系统的MATLAB仿真................................................... - 23 -5.1 电源、逆变桥和无刷直流电机模型............................................... - 24 -5.2 换相逻辑控制模块........................................................................... - 25 -5.3 PWM调制技术.................................................................................... - 30 -5.3.1 等脉宽PWM法......................................................................... - 32 -5.3.2 SPWM(Sinusoidal PWM)法..................................................... - 32 -5.4 控制器和控制电平转换及PWM发生环节设计............................... - 32 -5.5 系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析................................... - 34 -5.5.1 起动,阶跃负载仿真............................................................. - 34 -5.5.2 可逆调速仿真......................................................................... - 36 -6 总结和体会................................................................................................. - 38 -无刷直流电机调速控制系统设计1前言直流无刷电机,无机械刷和换向器的直流电机,也被称为无换向器直流电动机。

基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计

基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计

基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计一、引言哎呀,小伙伴们,今天我们来聊聊一个非常有趣的话题,那就是基于单片机的无刷直流电机控制系统设计毕业设计。

这个话题可是关系到我们的未来哦,所以大家一定要认真听讲,不要走神哦!让我们来简单了解一下什么是无刷直流电机。

哎呀,别看这个词挺高大上的,其实就是一种不用刷子的直流电机。

它的特点是效率高、噪音小、寿命长,所以在很多领域都有广泛的应用,比如电动车、空调、风扇等等。

那么,如何设计一个基于单片机的无刷直流电机控制系统呢?这可是一个相当复杂的问题。

不过没关系,我们会一步一步地来讲解,让大家轻松掌握这个技能。

二、单片机的基本知识我们要了解一些单片机的基本知识。

哎呀,单片机可不是什么神秘的东西,它就是一种集成了处理器、存储器和输入输出接口的微型计算机。

它的功能可强大了,可以控制各种外设,实现各种各样的功能。

现在市面上有很多种单片机,比如51系列、ARM系列、AVR系列等等。

它们的性能和价格都有所不同,我们要根据自己的需求来选择合适的单片机。

三、无刷直流电机的基本原理接下来,我们要了解无刷直流电机的基本原理。

哎呀,这个原理可不像我们平时看到的旋转木马那么简单哦。

无刷直流电机是由定子、转子和霍尔传感器组成的。

定子上有很多槽,转子上有永磁体。

当电流通过定子和转子时,就会产生磁场,从而使转子旋转。

霍尔传感器的作用是检测转子的位置,从而控制单片机的输出信号,实现对电机的控制。

四、基于单片机的无刷直流电机控制系统设计现在我们已经了解了单片机和无刷直流电机的基本知识,接下来我们就要开始设计我们的控制系统了。

哎呀,这个过程可是个大工程哦,需要我们分步骤来进行。

我们需要选择合适的单片机。

根据前面的介绍,我们可以选择51系列、ARM系列或AVR系列的单片机。

然后,我们需要编写程序来控制单片机的工作。

这个程序要包括初始化、定时器设置、PWM波形生成等功能。

接下来,我们需要连接电源、定子和转子。

无刷直流电机控制系统的设计(一)

无刷直流电机控制系统的设计(一)

目录1 引言 (1)1.1 无刷直流电机的发展概况 (2)1.2 无刷直流电机 (3)1.3 无刷直流电机的应用 (4)1.4 无刷直流电机的发展趋势 (5)1.5 本设计课题的任务和内容 (6)1.6 总结 (6)2 无刷直流电机控制系统的设计方案 (7)2.1 无刷直流电机控制系统的设计 (7)2.2 无刷直流电动机控制系统设计方案比较 (8)2.3 总结 (9)3 无刷直流电动机控制系统的硬件设计 (10)3.1 专用芯片的介绍 (10)3.3 开关电路 (19)3.4 稳压电路 (20)3.5 调速电路 (20)3.6 RC振荡电路 (21)3.7 过流保护 (21)3.8 总结 (22)4 传感器选择 (23)4 总结 (25)总结 .................................................. 错误!未定义书签。

结束语 ................................................ 错误!未定义书签。

致谢 (28)参考文献 (29)1 引言无刷直流电机最本质的特征是没有机械换向器和电刷所构成的机械接触式换向机构。

现在,无刷直流电机定义有俩种:一种是方波/梯形波直流电机才可以被称为无刷直流电机,而正弦波直流电机则被认为是永磁同步电机。

另一种是方波/梯形波直流电机和正弦波直流电机都是无刷直流电机。

国际电器制造业协会在1987年将无刷直流电机定义为“一种转子为永磁体,带转子位置信号,通过电子换相控制的自同步旋转电机”,其换相电路可以是独立的或集成于电机本体上的。

本次设计采用第一种定义,把具有方波/梯形波无刷直流电机称为无刷直流电机。

从20世纪90年代开始,由于人们生活水平的不断提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都向着高效率化、小型化及高智能化发展,电机作为设备的重要组成部分,必须具有精度高、速度快、效率高等优点,因此无刷直流电机的应用也发展迅速[1]。

【精品】无刷直流电动机及其控制系统的研究毕业论文设计

【精品】无刷直流电动机及其控制系统的研究毕业论文设计

无刷直流电动机及其控制系统的研究摘要无刷直流电动机具有高效、高控制精度、高转矩密度、低噪声的特点,通过合理设计磁路结构能够获得较高的弱磁性能,可以成为各类工具首选驱动机。

本文在介绍电动汽车中电动机及其控制系统应用现状和性能要求的基础上。

首先分析了无刷直流电机的结构特点,重点研究了无刷直流电机最大转矩/电流比控制算法,并构建了Matlab/Simulink环境下无刷直流电机控制系统的仿真模型。

最后,根据无刷直流电机控制系统的仿真结果,设计了无刷直流电机直接转矩控制系统的硬件和软件,其中,硬件控制系统主要包括三相全桥逆变电路、功率驱动电路、转子位置检测电路以及功率器件的保护电路等。

该系统最大特点是以电子换向线路替代了由换向器和电刷组成的机械式换向结构,使传感器可以借助DSP的强大功能获取转子位置信号,克服了机械位置传感器的存在给无刷直流电机所带来的诸多不利影响。

关键词:电动汽车,无刷直流电动机,直接转矩控制,Matlab仿真Brushless DC motor and its control systemAbstractThe brushless DC motor with high efficiency, high control accuracy, high torque density, low-noise characteristics, through the rational design of magnetic circuit structure to obtain a higher weak magnetic energy, various tools can be a driving machine of choice.On the basis of the introduction of electric vehicles, electric motor and its control system application status and performance requirements. First analyze the structural characteristics of the brushless DC motor, focusing on brushless DC motor torque / current control algorithm, and construct a simulation model of the brushless DC motor control system in Matlab / Simulink environment. Finally, according to the simulation results of the brushless DC motor control system, design of a brushless DC motor direct torque control system hardware and software, which the hardware control system mainly consists of three-phase full-bridge inverter circuit, drive circuit, the rotor position detection circuit and power device protection circuit. The system is characterized by electronically commutated line instead of the mechanical commutator and brush change to the structure, so that sensors can make use of the powerful features of the DSP to obtain the rotor position signals, to overcome the existence of the mechanical position sensors to the brushless many adverse effects brought about by the DC motor.Key words: electric vehicles, brushless DC motor, direct torque control, Matlab simulation.毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

直流无刷电动机控制系统设计毕业设计 精品

直流无刷电动机控制系统设计毕业设计 精品

天津职业技术师范大学本科生毕业设计直流无刷电动机控制系统设计Brushless dc motor control system design摘要当今社会,电动机的发展十分迅速,无刷直流电机是一种新型电机。

直流无刷电机主要由转子、定子和转子位置检测元件等组成,它具有结构简单、效率高、工作特性优良等特点,而且具有可靠性更高、制造维护更方便、应用范围更广泛、体积更小、控制更容易等优点。

因此对无刷直流电动机及其控制器研究具有很大意义。

本课题主要是根据直流无刷专用控制器MC33035与MC33039相结合,通过融合电路设计速度闭环电路的控制系统。

首先,以直流无刷电动机控制器的研究现状为出发点,对直流无刷电动机的原理及结构进行了总述,详细分析了直流无刷电机的运行特性,推导出了其传递函数,并且创立了直流无刷电动机的数学模型。

讲述了本系统的总体设计方法和思路,建立了系统的总体框架,然后介绍了主电路设计、控制器外围电路设计以及MOSFET驱动电路设计,其中重点讲述了系统各个功能模块的工作原理和作用,以及其硬件设备设计和实现。

在课题的最后阶段对直流无刷电机系统控制效果专门进行了实验数据分析,并且对总体的设计过程做出了总结。

关键词:直流无刷电动机;开闭环电路;双闭环调速;MOSFET驱动ABSTRACTNowadays society,motor has spread all areas of national economy and People's Daily life, and the Brushless DC motor, as a new mechanical and electrical integration, is rapidly matured in recent years. The motor consists of the stator, rotor and rotor position detection devices etc. In the absence of excitation device, it takes advantage of high efficiency, simple structure and excellent features, what’s more, it is smaller, more reliable, easier to control and more convenient to maintain and manufacture, and it has more extensive application scope. All the advantages mentioned above make the brushless motors and their control device of great significance. This design is mainly produced by ON Semiconductor MC33035 and MC33039 design of the closed-loop brushless motor speed controller.First, this paper starts from the current research situation of brushless DC motor controller. The structure of the brushless DC motor and principle are reviewed to establish a mathematical model of brushless DC motor, and a detailed analysis of the operational characteristics of the motor is derived out of its transfer function. This part describes the overall design of this system and establishes the overall framework of the system. Then, the paper introduces the main circuit design, MOSFET driver circuit design and controller peripherals circuit design, including emphatically expounds the functional modules of the system and its working principle and hardware design and realization. Finally, there is a experimental data analysis on the effects of this system control, and a summary of the design process.Key Words:the brushless DC motor;Hall signal detection;double-loop speed regulation;mosfet driver目录1 概述 (1)1.1课题背景与研究意义 (1)1.2无刷直流电动机的发展概况 (1)1.3本文的主要研究内容 (2)2 直流无刷电动机结构特点及基本工作原理 (3)2.1直流无刷电动机的基本结构 (3)2.2无刷直流电动机的运行特性 (5)2.2.1 机械特性 (5)2.2.2 调节特性 (6)2.2.3 工作特性 (7)2.3 无刷直流电动机的应用与研究动向 (8)2.4小结 (9)3 直流无刷电动机控制系统的整体方案设计 (10)3.1系统总体设计方案 (10)3.2主电路的设计 (11)3.3 MOSFET的驱动电路设计 (12)3.3 .1驱动电路分类 (13)3.3.2高端功率MOSFET驱动电路 (14)3.4控制单元设计 (17)3.4.1 MC33035无刷直流电动机控制器集成电路简介 (18)3.4.2电流检测模块设计 (22)3.4.3速度闭环设计 (23)3.4.4误差放大器设计 (24)3.4.5振荡器设计 (24)3.5控制器的开环电路设计 (25)3.6控制器的闭环电路设计 (26)3.7 小结 (27)4 本文总结 (28)参考文献 (29)附录1:系统电路图 (30)附录2:简易速度闭环电路 (31)附录3 (32)致谢 (39)1 概述1.1课题背景与研究意义直流电机具有线性机械特性优秀、起动转矩较大、调速范围宽、控制电路结构简单等优点。

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无刷直流电机控制系统的设计——毕业设计学号:1008421057本科毕业论文(设计)(2014届)直流无刷电机控制系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程姓名胡杰指导教师陆俊峰陈兵兵高工助教2014年4月摘要无刷直流电机的基础是有刷直流电机,无刷直流电机是在其基础上发展起来的。

现在无刷直流电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位,但是无刷直流电机已经受到了很大的关注。

自上世纪以来,人们的生活水平在不断地提高,人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化,而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展,人们对电机的要求也在不断地改变。

现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等,由此无刷直流电机的应用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。

本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动无刷直流电机,主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片,通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。

关键词:控制系统;DSPIC30F2010芯片;无刷直流电机AbstractBrushless dc motor is the basis of brushless dc motor, brushless dc motor is developed on the basis of its. Now in all kinds of brushless dc motor drive applications while it is not the dominant position, but the brushless dc motor has been a great deal of attention.Since the last century, constantly improve the people's standard of living, people in the office, industrial, manufacturing, electrical appliances and other fields increasingly tend to be miniaturization, intelligence, high efficiency, and as all equipment in the field of motor is in constant development, people on the requirements of the motor is in constant change. At this stage of the requirements of the motor is high efficiency, high speed, high precision and so on, so is the application of brushless dc motor as the change of people's requirements and continuously rapid growth.The design of this system mainly through a control system to drive the brushless dc motor, mainly dspic30f2010 chips as the main control chip, through collecting motor feedback control circuit of hall signal and compare and then programmatically to control the speed of brushless motor and started to stop.Keywords: Control system; dspic30f2010 chip; brushless DC motor目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (IV)1 引言 01.1 研究背景及意义 01.2 国内外研究现状 (1)1.3 设计任务与要求 (1)2 基本理论 (1)2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理 (1)2.2 无刷直流电机的运行特性 (4)2.3 无刷直流电机的应用 (5)3 直流无刷直流电机控制系统的设计 (6)3.1 无刷直流电动机系统的组成部分 (6)3.2 无刷直流电机控制系统的设计 (8)4 直流无刷电机的电路设计 (9)4.1 开关电路的设计 (9)4.2 保护电路的设计 (9)4.3 驱动电路的设计 (10)4.4 反馈电路的设计 (10)4.5 电源电路的设计 (11)5 直流无刷电机控制系统的软件设计 (11)5.1 系统功能的实现 (12)5.2 软件流程图 (12)6 实物成果及展望 (13)致谢 (16)参考文献 (16)附录 (19)1 引言近年来随着微电子技术自动控制技术和新型永磁材料的发展,无刷直流电机的应用越来越广泛。

他已经在各个领域中被应用,如军事领域、家用电器领域、工业领域等等。

1.1研究背景及意义有刷电机出现的比较早,大约在上世纪40年代以来就已经占据了整个领域市场的主要地位因为他的一系列优点,如价格低、可靠性好、变速平稳等等优点,但是它有一个致命的弱点就是它的碳刷容易磨损而且非常不容易更换,而且他的运行电流比较大这样就比较容易降低电机的寿命[1]。

为了有效的克服其弱点科学家进行了大量研究,终于在1955年美国科学家D.Harrison发现了用晶体管换相线路用来代替直流有刷电机的碳刷的方法并申请的专利,这标致了无刷直流电机的出现。

但这只是无刷电机的雏形,1962年,T.G.Wilson 和P.H.Trickey提出“固态换相直流电机”专利,这才标志着无刷直流电动机的真正诞生。

其实无刷直流电机的思想早在1917年就已经出现了,当时主要是由Bolgior提出的,他当时提出用整流管代替提直流有刷电机的机械刷,这就是无刷直流电机的基本思想。

无刷直流电机的真正应用主要是在上世纪60年代,因为无刷直流电机主要是取决于电子技术的发展,在上个世纪六十年代以后电子技术飞速的发展直接决定了无刷直流电机的广泛应用。

无刷直流电机最先的应用是在航空技术中,这主要得益于无刷直流电机的高可靠性。

相比较其他电机无刷直流电机的主要特点有:1、重量轻、体积小、出力大;2、具有直流无刷电机的优点,同时又取消了机械刷和滑环等结构;3、调速比较简单;4、可以低速大功率运行,这样就省去了减速机直接要驱动大功率的负载;5、启动电流小,启动转矩大;6、调速的范围广,无级调速,过载能力比较强;7、可以用软件启动和软件停止,制动性能比较好,省去了机械制动或者电磁制动的装置;8、效率高,由于无刷直流电机没有来了机械刷和励磁损耗,所以节电效率比较高;9、可靠性高,稳定性好,维修保养比较简单,适应能力比较强;10、噪音小,震动小,寿命长;11、不会产生火花适合一些特殊场所;从上面的分析我们可以看出来无刷直流电机相对于其他电机还是一种新型的电机,无刷直流电机的发展与电子技术的发展密不可分,所以我们深入研究无刷电机的控制方法有着非常重要的现实意义[2]。

1.2 国内外研究现状我国对无刷直流电机的研究比较早而我们国内的研究则起步比较晚,近三十年来针对异步电动机变频调速的研究,归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法,稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。

无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性,同时也是频率变化的装置,所以又名直流变频,国际通用名词为BLDC.无刷直流电机的运转效率,低速转矩,转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好,所以值得业界关注.本产品已经生产超过55kW,可设计到400kW,可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。

无刷直流电机在我国的发展时间较短,我国的无刷直流电机主要起步于上世纪七十年代初,当时研制主要是为了我国的某些科研单位的需求,但是经过了四十年的发展随着技术的日益成熟与完善无刷直流电机得到了迅猛发展。

已在高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗器械、家用电器、电动车等多个领域得到广泛应用,并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链,在技术上不断推进行业的发展。

1.3 设计任务与要求1、设计任务利用DSPIC芯片制作一个控制系统,该控制系统的主要功能是控制无刷直流电机的有效运作,包括调速等;用专业软件绘制控制系统的PCB,以及熟练掌握相关专业软件;焊接PCB以及写入程序。

2、设计要求要能够完整的实现其功能调速、复位、停止;尽可能的降低成本;电路要具有过流保护作用;直流无刷电机的功率为60w,要使电路能够有效负载。

2 基本理论无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。

无刷电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机,又称无换向器电机,它相比较于传统的有刷电机结构比较复杂[3]。

2.1 无刷直流电机的结构以及基本原理BLDC 属于同步电机的一种,这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的,所以BLDC 并不会产生普通感应电机的频差现象。

BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别,相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。

在这里我们将集中讨论的是应用最为广泛的3相 BLDC。

BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成,每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组,可以参见图 2-1。

从传统意义上讲,BLDC的定子和感应电机的定子有点类似,不过在定子绕组的分布上有一定的差别。

大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组,每个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成,偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。

BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组[4],它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势不同,分别呈现梯形和正弦波形,故用此命名了。

另外还需要对反电动势的一点说明就是绕组的不同其相电流也是呈现梯形和正弦波形,可想而知正弦绕组由于波形平滑所以运行起来相对梯形绕组来说就更平稳一些[5]。

但是,正弦型绕组由于有更多绕组使得其在铜线的使用上就相对梯形绕组要多。

平时由于应用电压的不同,我们可以根据需要选择不同电压范围的无刷电机。

48V 及其以下应用电压的电机可以用在汽车、机器人、小型机械臂等方面。

100V 及其以上电压范围的电机可以用在专用器具、自动控制以及工业生产领域。

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