单片机无刷直流电机控制系统设计与实现 二

单片机无刷直流电机控制系统设计

摘要：随着电子技术、功率元件技术和高性能的磁性材料制造技术的发展，无刷直流电动机利用电子换向器取代了机械电刷和机械换向器。在各个领域得到了广泛的应用。

本文介绍了无刷直流电动机的发展及应用概况，全面分析无刷直流电动机的组成和原理。着重点介绍无刷直流电动机调速系统硬件电路设计的同时详细介绍了PWM功率转换电路的设计、PWM系统驱动电路的设计及其相关的保护电路。计算机控制已成为社会发展的趋势，在此还介绍了单片机系统的设计及其在调速系统中的应用。

关键词：无刷直流电动机；80C196MC；单片机；调速系统设计

目录

摘要 …………………………………………………………………………………………Ⅰ

abstract ……………………………………………………………………………………Ⅱ

无刷直流电动机概述  ……………………………………………………………1

     1.1  无刷直流电动机的特点  ………………………………………………………1

    1.2  无刷直流电动机的发展历史及研究应用现状…………………………………2  

 1.3  本论文的主要内容 ……………………………………………………………4

无刷直流电动机的结构及工作原理  ……………………………………………5

     2.1  无刷直流电动机的其本组成……………………………………………………5

       2.1.1 电动机本体 …………………………………………………………………5

       2.1.2 位置传感器 …………………………………………………………………6

       2.1.3 电子换相线路 ………………………………………………………………7

2.2  无刷直流电动机的运行性………………………………………………………7

     2.3  机械特性和调速特性……………………………………………………………9

     2.4  无刷直流电动机的脉宽调速 …………………………………………………10

第3章 无刷直流电动机的硬件设计  ……………………………………………………11

     3.1  系统组成 ………………………………………………………………………11

     3.2  单片机设计及接口电路 ………………………………………………………12

    3.3  功率变换器的设计 ……………………………………………………………14

       3.3.1 功率变换器的基本类型……………………………………………………14

       3.3.2 功率变换器中开关元件的选择……………………………………………16

       3.3.3  智能功率模块（IPM）……………………………………………………18

     3.4 电动机换相………………………………………………………………………20

       3.4.1 电动机的换相原理…………………………………………………………20

      3.4.2 电动机的可逆变换…………………………………………………………21

     3.5 电流环转速环电路的设计  ……………………………………………………21

3.5.1  位置传感器的设计 ………………………………………………………21

3.5.2  转速环的设计 ……………………………………………………………24

3.5.3  电流传感器及电流环的设计 ……………………………………………25

    3.6  保护电路的设计………………………………………………………………26

       3.6.1 过、欠压保护电路的设计………………………………………………26

       3.6.2 过流保护电路的设计……………………………………………………27

       3.6.3  利用保护信号产生中断信号 …………………………………………27

第4章 软件框图  ………………………………………………………………………29

结束语……………………………………………………………………………………30

致谢………………………………………………………………………………………31

参考文献…………………………………………………………………………………32