直流无刷电机论文.docx

基于单片机的直流无刷电机控制系统设计摘要本文从无刷直流电机的研究背景、研究意义、发展方向及分类，再到电机的系统结构、工作原理、控制方式都做了一系列的论述，尤其是在电机控制方式上。无刷直流电机通过霍尔传感器实现的电子换向优于传统直流电机的机械换向，现代电机有多种控制方式，电机专用控制集成芯片控制、单片机和DSP控制，本文将采用DSPIC30F2010的单片机的PWM控制模块实现对电机的转速控制。本文设计主电路采用MOSFET三相逆变桥，驱动电路采用驱动器IR2130使结构更加简洁。软件部分有主程序和中断程序组成，配合硬件电路，可以实现无刷直流电机的起动、制动和换向功能。关键词无刷直流电机DSPIC30F2010霍尔传感器DesignofBrushlessDCMotorControlSystembasedonMicrocontrollerABSTRACTThisarticlefromthebrushlessDCmotoroftheresearchbackground,researchsignificance,thedevelopmentdirectionandclassification,andthentomotorsystemstructure,workingprinciple,controlmodehavemadeaseriesofsystem,thispaperespeciallyonmotorcontrolmode.BrushlessDCmotorwithhallsensortorealizetheelectroniccommutationissuperiortothetraditionaldcmotormechanicalcommutator,thereareanumberofmodernmotorcontrolmode,thespecialmotorcontrolchipcontrol,MCUandDSPcontrol,thispaperwilluseDSPIC30F2010MCUPWMcontrolmoduleformotorspeedcontrol.Inthispaper,designofmaincircuitadoptsMOSFETthree-phaseinverterbridge,drivecircuitusingdriverIR2130makethestructuremorecompact.Thesoftwarepartconsistsofthemainprogramandinterruptprogramwithhardwarecircuit,canrealizethebrushlessdcmotorstarting,brakingandreversingfunction.KEYWORDSbrushlessDCmotorDSPIC30F2010Holzersensor目录摘要IABSTRACTII1绪论11.2直流无刷电机简介11.3直流无刷电机的发展及应用场合11.4直流无刷电机研究的意义32直流无刷电机结构及工作原理52.1直流无刷电机特点52.1.1电机分类52.1.2直流无刷电机的主要特点52.2直流无刷电机系统结构72.2.1电机主体72.2.2位置传感器82.2.3电子换相102.3无刷直流电机工作原理112.4脉宽调制（PWM）技术123直流无刷电机控制系统硬件设计133.1系统控制方案133.2系统主电路133.2.1三相桥式全控整流电路143.2.2功率管的选用143.3.3三相桥式逆变电路153.3驱动电路163.4转子位置信号检测电路183.4微处制器控制电路193.5PWM脉宽控制的实现213.6保护电路223.6.1过电压保护电路223.6.2过电流保护电路234软件部分244.1微处理器DSPIC30F2010开发环境244.2软件总体构成245结论26致谢27参考文献28附录301绪论1.1引言电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活之中。众所周知，直流电动机具有运行效率高和调速性能好等优点，但传统的直流电动机均采用电刷，以机械方法进行换向，导致造价高，并产生了一些机械摩擦、使用寿命缩短、无线电干扰、可靠性差等一系列问题。随着社会生产力与科技的迅速发展，促进了电动机产品的不断的更新，经过人们多年努力，在能够保持有刷直流电机的良好性能和启动性能的前提下，消除不足之处，人们借助霍尔元件来实现换向，用电子换向替代机械换向机械装置，从而进入直流无刷电机产品化的新纪元。1.2直流无刷电机简介直流无刷电机又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统”。是将交流电源整流后变成直流，再由逆变器转换成频率可调的交流电,但是,注意此处逆变器是工作在直流斩波方