【正文】 [在此處鍵入 ] 畢業(yè)設(shè) 計(jì)（ 論 文） 題 目 基于 LS 單片機(jī)的無(wú)刷直流電 機(jī) 系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 2020 年 [在此處鍵入 ] i 基于 LS單片機(jī)無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)：電氣 095 作者： 指導(dǎo)教師： 職稱(chēng)：講師 高工 答辯日期： 2020621 摘 要 為了解決客車(chē)、城市公交車(chē)在實(shí)際使用中發(fā)動(dòng)機(jī)不同溫度狀況下的散熱問(wèn)題，有效地保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常使用溫度，車(chē)載電子風(fēng)扇是最佳選擇。 本文旨在研究一種低成本的無(wú)刷直流電機(jī)控制器。 為了 研發(fā)一款低成本的控制器， 較好 地 控制無(wú)刷直流電機(jī)， 本文著重研究了無(wú)刷直流電機(jī)（永磁同步電機(jī)）的控制策略 及其實(shí)現(xiàn)方法。本文 最終確定了無(wú)刷直流電機(jī)的變壓變頻開(kāi)環(huán)控制方式 ， 其 能夠?qū)崿F(xiàn)在基頻以下進(jìn)行恒壓頻比控制，在基頻以上進(jìn)行恒功率控制 。 本次設(shè)計(jì) 利用LS052Ax 單片機(jī) 作 為控制核心， 主要用來(lái)發(fā)出 SPWM 脈寬調(diào)制波， 主電路采用常用的三相電壓源型逆變電路。頻率增長(zhǎng)采用給定積分法。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，這種控制方法控制可靠，成本低廉， 能夠獲得良好的動(dòng)靜態(tài)性能。經(jīng)過(guò)最 終測(cè)試，本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)可達(dá)到如下指標(biāo)，電機(jī)能夠在 6s 之內(nèi)轉(zhuǎn)速迅速升高至 3000RPM，且起動(dòng)成功率為 100%，輸出電流最大 2A，輸出最高頻率 200HZ，直流母線(xiàn)側(cè)電壓 12V，最大功率 24W。 關(guān)鍵詞： 無(wú)刷直流電機(jī)， LS052Ax 單片機(jī)， SPWM 脈寬調(diào)制，低成本[在此處鍵入 ] ii Abstract In order to solve the problem of heat dissipation of the vehicle engine under different temperature conditions, ensuring the normal use of the vehicle engine, electric fan is the best choice. This paper aims to study a kind of lowcost brushless DC motor controller. This paper mainly studies the brushless DC motor (PMSM) control strategy and its realization method aiming a lowcost controller. This paper determines the VVVF openloop control mode, which can achieve Constant control in the following baseband, constant power control in the above baseband. This design uses LS052Ax microcontroller as control core, which is mainly used to send the SPWM wave。 the main circuit is a threephase voltage source inverter. Frequency increases by the given integral method. Experimental results show that this control method is reliable, lowcost, and can obtain good dynamic and static performance. In the final test, the design of the system can achieve the following indicators: the motor can accelerate to 3000RPM within 6 seconds, and the motor can finish setup each time。 the maximum output current is 2A。 the maximum output frequency is 200HZ。 the DC bus voltage is 12V。 the maximum power is 24W. key words: brushless DC motor, LS052Ax MCU, SPWM, VVVF, low cost [在此處鍵入 ] I 目 錄 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來(lái)源、類(lèi)型 ......................................................... 1 選題的目的及意義 ...................................................................................... 1 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) ................................................. 1 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容 ............................................................. 2 第 2 章 系統(tǒng)總體方案論證 ............................................................................... 3 控制對(duì)象分析 .............................................................................................. 3 無(wú)刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu) ................................................................................... 3 無(wú)刷直流電機(jī)工作原理 ........................................................................... 4 無(wú)刷直流電機(jī)參數(shù) ................................................................................... 5 控制系統(tǒng)主電路分析論證 .......................................................................... 5 三相逆變電路分類(lèi) ................................................................................... 5 本系統(tǒng)采用電壓型逆 變電路 ................................................................... 7 控制系統(tǒng)的控制芯片選型 .......................................................................... 8 LS 芯片簡(jiǎn)介 ............................................................................................... 8 LS 主要功能特性 ...................................................................................... 8 本次設(shè)計(jì)選用該芯片的緣由 ................................................................... 9 系統(tǒng)控制策略分析論證 ............................................................................ 10 無(wú)刷直流電機(jī)的控制方法 .................................................................... 10 兩種控制方式的比較 ............................................................................. 10 本次設(shè)計(jì)所采用的方法 ......................................................................... 11 第 3 章 PSIM 仿真 ........................................................................................... 13 PSIM 仿真框圖 ........................................................................................... 13 仿真波形及分析 ........................................................................................ 14 載波比 N=63 ........................................................................................... 14 [在此處鍵入 ] II 載波比 N=33 ........................................................................................... 15 載波比 N=21 ........................................................................................... 17 仿真總結(jié) ..................................................................................................... 19 第 4 章 系統(tǒng)的硬件設(shè) 計(jì) ................................................................................. 21 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .................................................................................... 21 電源模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................ 21 單片機(jī)控制模塊 ........................................................................................ 22 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ............................................................................................ 22 PCB 板的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 23 第 5 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................... 24 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) .................................................................................... 24 三相 SPWM 原理及算法實(shí)現(xiàn) .................................................................. 24 SPWM 介紹與原理分析