【正文】 計(jì)的組成部分有電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、霍爾位置檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)預(yù)處理電路、功率驅(qū)動(dòng)電路、過(guò)流保護(hù)電路等模塊電路組成； 軟件設(shè)計(jì)則通過(guò)由硬件采集到得位置信號(hào)、電流信號(hào)、剎車(chē)信號(hào)、過(guò)流信號(hào)、欠壓信號(hào)等，通過(guò)單片機(jī)的處理，分別作出換相、同步整流、 PWM 調(diào)制、剎車(chē)、過(guò)流保護(hù)、欠壓保護(hù)等一些相應(yīng)的輸出動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的控制的目的。 課題研究的方法： 計(jì)劃采用理論分析研究與實(shí)驗(yàn)分析相結(jié)合的研究方法。 VII 首先通過(guò) 查找資料熟悉并掌握單片機(jī)的基本原理，然后進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行了解。通過(guò)實(shí)踐到廠(chǎng)里進(jìn)行觀(guān)察、調(diào)查、自己動(dòng)手等方法來(lái)完成無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。 課題研究的措施： 查找相關(guān)資料了解課題相關(guān)內(nèi)容；設(shè)計(jì)出多個(gè)電路設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案進(jìn)行對(duì)比分析， 最終確定最終方案，畫(huà)出電路原理圖；最后分析存在的問(wèn)題然后進(jìn)行改進(jìn)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 直流無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)本體、位置傳感器和電子開(kāi)關(guān)線(xiàn)路三部分組成。其定子繞組一般制成多相 (三相、四相、五相不等 )，轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定極對(duì) 數(shù) (2p=2,4,? )組成。 三 相兩極直流無(wú)刷電機(jī)組成 三相定子繞組分別與電子開(kāi)關(guān)線(xiàn)路中相應(yīng)的功率開(kāi)關(guān)器件聯(lián)結(jié)， A、 B、 C 相繞組分別與功率開(kāi)關(guān)管 V V V3 相接。位置傳感器的跟蹤轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸VIII 相聯(lián)結(jié)。 當(dāng)定子繞組的某一相通電時(shí)，該電流與轉(zhuǎn)子永久磁鋼的磁極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再由位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁鋼位置變換成電信號(hào)，去控制電子開(kāi)關(guān)線(xiàn)路，從而使定子各項(xiàng)繞組按一定次序?qū)?，定子相電流隨轉(zhuǎn)子位置的變化而按一定的次序換相。由于電子開(kāi)關(guān)線(xiàn)路的導(dǎo)通次序是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步的，因而起到了機(jī)械換向器的換向作用。 六、 工作條件 計(jì) 算機(jī)一臺(tái) 相關(guān)器件 圖書(shū)館及網(wǎng)絡(luò) 參考資料 七、進(jìn)度安排 3 月 15 號(hào) 3 月 20 號(hào) 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 3 月 21 號(hào) 4 月 7 號(hào) 完成外文翻譯任務(wù)并購(gòu)買(mǎi)相關(guān)器件 4 月 8 號(hào) 4 月 20 號(hào) 對(duì)課題進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，以求達(dá)到預(yù)期目的。 4月 21 號(hào) 5 月 1號(hào) 對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試，修改，達(dá)到老師要求水平。 5 月 2 號(hào) 5 月 20 號(hào) 撰寫(xiě)畢業(yè)論文 5 月 21 號(hào) 6 月 1 號(hào) 完善論文內(nèi)容。 6 月 2 號(hào) 進(jìn)行畢業(yè)答辯 八、指導(dǎo)教師審查意見(jiàn) IX 長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )指導(dǎo)教師評(píng) 審意見(jiàn) 學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 指導(dǎo)教師 職 稱(chēng) 評(píng)審日期 評(píng)審參考內(nèi)容： 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果， 難度及工作量，質(zhì)量和水平，存在 的主要問(wèn)題與不足。學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和組織紀(jì)律，學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力， 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水平，是否同意參加答辯 。 評(píng)審意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）： _______分 X （注：此頁(yè)不夠，請(qǐng)轉(zhuǎn)反面） 直流無(wú)刷 長(zhǎng)江大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ) 學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 評(píng)閱教師 職 稱(chēng) 評(píng)閱日期 評(píng)閱參考內(nèi)容： 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )的研究?jī)?nèi)容、研究方法及研究結(jié)果， 難度及工作量，質(zhì)量和水平， 存在的主要問(wèn)題與 不足。學(xué)生掌握基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的情況，解決實(shí)際問(wèn)題的能力， 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )是否完成規(guī)定任務(wù)，達(dá)到了學(xué)士學(xué)位論文的水 平，是否同意參加答辯 。 評(píng)語(yǔ)： XI 評(píng)閱教師簽名： 評(píng)定成績(jī)（百分制）： _______分 （注：此頁(yè)不夠，請(qǐng)轉(zhuǎn)反面） 長(zhǎng)江大學(xué) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定 學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )題目 答辯時(shí)間 年 月 日 ～ 時(shí) 答辯地點(diǎn) 一、答辯小組組成 答辯小組組長(zhǎng)： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答 辯小組 提問(wèn)（分條摘要列舉） 學(xué)生 回答情況評(píng)判 三、答辯小組對(duì)學(xué)生答辯成績(jī)的評(píng)定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )最終成績(jī)?cè)u(píng)定 (依據(jù)指導(dǎo)教師評(píng)分、評(píng)閱教師評(píng)分、答辯小組評(píng)分和學(xué)校關(guān)于畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )評(píng)分的相關(guān)規(guī)定 ) 等級(jí) (五級(jí)制 )： _______ XII 答辯小組組長(zhǎng) (簽名 ) ： 秘書(shū) (簽名 )： 年 月 日 院 (系 )答辯委員會(huì)主任 (簽名 )： 院 (系 )(蓋章 ) 電動(dòng)機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 【 摘要 】 本文 以永磁方 波無(wú)刷直流電 動(dòng)機(jī) 為控制對(duì)象，設(shè)計(jì)了一套無(wú)刷直流電機(jī)調(diào)速 控制 系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于 單片機(jī)對(duì)其外圍器件的控制來(lái) 實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的 相關(guān)控制。 本課題是一個(gè)理論性課題，本文的撰寫(xiě)目的是討論無(wú)刷直流電機(jī)的控制方法。 本文首先介紹了無(wú)刷直流電機(jī)的工作 原理及其控制技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀、無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特性。然后就 論述了無(wú)刷直流電機(jī)的控制技術(shù)，在分析比較各種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上 根據(jù)實(shí)際 采用 單片機(jī)控制方案。 對(duì) 單片機(jī)做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。在接下來(lái)的內(nèi)容 中 ,對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)做了詳細(xì)論述；接著闡述 了無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置 檢測(cè)方法；接著 介紹了 算法的軟件實(shí)現(xiàn)、軟件濾波和相移校正、換相點(diǎn)的軟件實(shí)現(xiàn)；最后詳細(xì)論述了系統(tǒng) 軟件 的實(shí)現(xiàn)方法。 本文所完成的主要工作如下 :(1) 無(wú)刷直流電機(jī) 工作原理 論述 。 (2)系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)。 (3)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，功率變換電路 的選擇， 相關(guān)外圍 電路的設(shè)計(jì)。 (4)軟件 模塊的設(shè)計(jì) 及論述 。 (5)理論設(shè)計(jì)與分析，理論計(jì)算。 【關(guān)鍵詞】 :無(wú)刷直流電機(jī) ，反電動(dòng)勢(shì)，換相檢測(cè)， 位置傳感器 ，單片機(jī) 。 The Control of the Brushless DC Motor(BLDC) XIII 【 Abstract】 This thesis designs a speedvariable system for Permanent Mag BLDCM. Based on Sunplus high performance 16bit MCU AT89C51 to implement the contro1 for BLDCM. The subject research is an academic task. It poses for discussing the method of the control of BLDCM. The subject research first expounds the basic ponent parts, the basic running principle, the running characteristic and transfer function of the Brushless DC Motor (BLDCM). Then this subject research discusses the control of BLDCM and decides to the use of SPMC75 to detect the rotor position based on analyzing the advantages and disadvantages of various control methods. Afterwards, the method of backEMF zero crossing point and the confirming of mutation point is explained in details. Also have a brief introduction to a singlechip. In the following chapter, the hardware design of the digital control system is dissertated in details． Then discussing the brushless DC motor rotor position detection method． And then introducing the backEMF zerocrossing detection algorithm as well as the principles and software implementation of the algorithm． Software filtering and phaseshifting amendment． Points for the software implementation． Also discussed in detail a number of software methods． Is raised by the article Software in place of hardware. An important expression of the design concepts and applications. This article pletes the prime task is as follows:(1) The research of the BLDCM working principle.(2) the design of the digital control systems． (3) hardware system design, the power transfer work choice, the inter phase current and the position detection of the electric circuit ． (4) software module design research. 【 Key words】 Brushless DC motor。 counter electromotive force。 mutation detection。 sensor。 SCM。 1 前言 一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域以及人們的日常生活中。其主要類(lèi)型有同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè)（共 37 頁(yè)） 機(jī)三種。由于傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)均采用電刷以機(jī)械方法進(jìn)行換向，因而存在相對(duì)的機(jī)械摩擦，由此帶來(lái)了噪聲、火化、無(wú)線(xiàn)電干擾以及壽命短等弱點(diǎn)，再加上制造成本高及維修困難等缺點(diǎn)，從而大大限制了它的應(yīng)用范圍，致使目前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上大多數(shù) 均采用三相異步電動(dòng)機(jī)。 針對(duì)上述傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)的弊病，早在上世紀(jì) 30 年代就有人開(kāi)始研制以電子換向代替電刷機(jī)械換向的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)。經(jīng)過(guò)了幾十年的努力，直至上世紀(jì) 60 年代初終于實(shí)現(xiàn)了這一愿望。上世紀(jì) 70 年代以來(lái)，隨著電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展，許多高性能半導(dǎo)體功率器件，如 GTR、 MOSFET、 IGBT、 IPM 等相繼出現(xiàn)，以及高性能永磁材料的問(wèn)世，均為直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 由于直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)既具有交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率高、無(wú)勵(lì)磁損耗以及 調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，故在當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域應(yīng)用日益普及。 無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，如汽車(chē)、工具、工業(yè)工控、自動(dòng)化以及航空航天等等?？偟膩?lái)說(shuō)，無(wú)刷直流電機(jī)可以分為以下三種主要用途： 持續(xù)負(fù)載應(yīng)用：主要是需要一定轉(zhuǎn)速但是對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求不高的領(lǐng)域，比如風(fēng)扇、抽水機(jī)、吹風(fēng)機(jī)等一類(lèi)的應(yīng)用，這類(lèi)應(yīng)用成本較低且多為開(kāi)環(huán)控制。 可變負(fù)載應(yīng)用：主要是轉(zhuǎn)速需要在某個(gè)范圍內(nèi)變化的應(yīng)用，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間特性有更高的需求。如家用器具中的、甩干機(jī)和壓縮機(jī)就是很好的例子，汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域中的油泵控制、電控制器、發(fā) 動(dòng)機(jī)控制等，這類(lèi)應(yīng)用的系統(tǒng)成本相對(duì)更高些。 定位應(yīng)用：大多數(shù)工業(yè)控制和自動(dòng)控制方面的應(yīng)用屬于這個(gè)類(lèi)別，這類(lèi)應(yīng)用中往往會(huì)完成能量的輸送，所以對(duì)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩有特別的要求，對(duì)控制器的要求也較高。測(cè)速時(shí)可能會(huì)用上光電和一些同步設(shè)備。過(guò)程控制、機(jī)械控制和運(yùn)輸控制等很多都屬于這類(lèi)應(yīng)用。 1． 1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的基本組成 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的電樞在定子上，是靜止的，主要是通過(guò)控制電樞電流來(lái)控制磁場(chǎng)的變化，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)始終垂直的磁場(chǎng)。因而 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)