【正文】 相反向流過。 導(dǎo)通方式 所謂 120176。 導(dǎo)通方式和 180176。 圖 26 無刷直流電機(jī)逆變電路 基于單片機(jī)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 如圖 26 所示，圖為現(xiàn)代無刷直流電機(jī)最常 用的三相全橋逆變電路。 通過位置傳感器感受轉(zhuǎn)子位置產(chǎn)生不同的邏輯信號(hào)，改變邏輯開關(guān)組成的電路中功率管的 導(dǎo)通以此改變定子繞組通電相來實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)的變化，致使轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)和繞組換相導(dǎo)通的磁場(chǎng)始終保持一個(gè) 90176。 由于有換向器的存在通過線圈的電流始終不會(huì)改變方向，這樣在線圈上就會(huì)有連續(xù)的力矩，這樣就是轉(zhuǎn)子線圈連續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)起來了。 由位置傳感器感受轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)換的電信號(hào)控制功率開關(guān)相應(yīng)的流通，就會(huì) 是繞組變換導(dǎo)通相，形成變化的磁場(chǎng)。定子是由霍爾元件按照一定的間隔平均的安裝在位置傳感器定子上，轉(zhuǎn)子和電機(jī)主轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)來檢測(cè)主轉(zhuǎn)子位置。 內(nèi)部裝有感受位置變化的霍爾無 刷 直 流 電 機(jī) 電 機(jī) 主 體 位 置 傳 感 器 電 子 換 向 線 路 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 7 頁 共 47 頁 元件，通過霍爾元件檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置變化，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后將信號(hào)給到電子換向線路，然后順序改變功率管的導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 3. 轉(zhuǎn)子損耗幾乎沒有，沒有了機(jī)械換向的摩擦就一定程度上削弱了震動(dòng)，噪聲問題也就隨之解決。相信未來電機(jī)結(jié)構(gòu)會(huì)更加簡單，檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的技術(shù)會(huì)越來多，方便實(shí)用。 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 5 頁 共 47 頁 ? 隨著電子產(chǎn)品日漸趨向高度集成化微型化，對(duì)于控制器的要求也就越來越嚴(yán)格，即單片機(jī)與 DSP相繼問世以來電機(jī)的控制也就更多樣化。雖然無刷電動(dòng)機(jī)有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但是大部分都是基于特定的場(chǎng)合所 設(shè)計(jì)的，因此這就造成了現(xiàn)在沒有一款是通用的，所以只有試著從降低生產(chǎn)成本、提供更高的效率、生產(chǎn)自動(dòng)化和規(guī)?；蟻砜朔@一缺點(diǎn)。 由上面的分析可以 看 出， 隨著時(shí)代的進(jìn)步與科學(xué)的發(fā)展無刷直流電機(jī)在今后的 社會(huì)發(fā)展中必定會(huì)逐漸成為主流，縱使它的出場(chǎng)成本依然昂貴，但是隨著永磁材料與電力電子微電子技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展，相信成本問題終將不會(huì)限制它的成長。所以永磁材料的研究與發(fā)展從某種程度上來說對(duì)無刷直流電機(jī)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。這就為人類的工作提供了更加良好的工作環(huán)境，從環(huán)保的角度上考慮也是很好的。它不僅僅繼承了現(xiàn)有交流電機(jī)和直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而且自身還有獨(dú)特的特點(diǎn)。 1978 年，聯(lián)邦德國Mannesmann公司的 Indramat分部在漢諾威貿(mào)易展覽會(huì)上正式推出 MAC無刷直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這標(biāo)志著無刷直流電機(jī)真正進(jìn)入實(shí)用階段 [2]。從而找到了一條發(fā)展新型直流電機(jī)的路線。 采用離心裝置的換向器或是將輔助磁鋼安放在定子上，雖然都可以保證電機(jī)可靠地啟動(dòng)，但是相伴而來的仍然是比較大的負(fù)面問題， 加裝離心裝置換向器 致使電機(jī)結(jié)構(gòu)上變得復(fù)雜，這就會(huì)使日后的維修維護(hù)工作難以進(jìn)行，拆裝上的難題和機(jī)械結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)都會(huì)無形中增加高昂的成本。 它由信號(hào)檢測(cè)、晶體開關(guān)和功率放大電路等幾部分構(gòu)成。這就使得它在一些高溫高壓要求比較嚴(yán)格的情況下不能使用。本文將充分利用單片機(jī)的外圍電路少，運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，將其運(yùn)用于無刷直流電機(jī)的控制，使得控制電機(jī)更加方便簡捷。 關(guān)鍵詞 ： 無刷直流電機(jī)， 單片機(jī) ， protues ABSTRACT In 1831, Faraday discovered electromagic induction phenomenon, laid the foundation of basic theory of modern motor. First dc motor developed in the 1840 s, with the progress of science and technology as well as the emerging of the development of power electronic technology, digital electronic technology, dc motors in some applications is not very good application, due to its mechanical mutation spark, speed limited by mechanical mutation, the emergence of a series of problems, such as scientists begin to try to develop a use some device for motor mutation instead of the brush, mutator reversing device. Americans in 1955, Harrison was proposed for the first time use the transistor mutation circuit instead of instead of the electrical motor brush contact, until 1962, was successfully trialproduced with hall element (hall effect rotor position sensor) to implement the mutation of the brushless dc motor. Based on brushless dc motor of the research background, research significance, the development direction and the classification, system structure, working principle to the motor, control mode, do a series of systems in this paper. Especially on the motor control mode. Hyundai motor has a variety of control mode, the special motor control chip control, MCU and DSP control, this article will use the MCS / 51 series microcontroller for motor speed control. By using protues software simulation and verified with keil software testing program, smooth realization of brushless dc motor speed control. KEY WORDS: brushless dc motor , single chip microputer, protues I 目 錄 目 錄 ................................................... I 第 1 章 緒 論 ........................................... 1 引言 ............................................. 1 無刷直流電機(jī)分類 .................................. 1 無刷直流電機(jī)的研究背景 ............................ 2 無刷直流電機(jī)研究的意義 ............................ 3 無刷直流電機(jī)未來研究方向 .......................... 4 第 2 章 無刷直流電機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理 ................... 6 相比有刷直流電機(jī)無刷直流電機(jī)的主要特點(diǎn) ............ 6 無刷直流電機(jī)的構(gòu)成 ................................ 6 工作原理 ......................................... 8 三相無刷直流電機(jī)逆變電路及其工作方式 .............. 9 脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù) .............................. 11 第 3 章 無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .................... 13 整體運(yùn)行思路 ..................................... 13 系統(tǒng)總體框圖 ..................................... 13 基于 Matlab 的控制系統(tǒng) ............................ 14 圖 34 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 ...................................... 14 圖 36 電磁轉(zhuǎn)矩 Te .................................... 15 基于仿真波形的論述 ............................... 15 II 第 4 章 無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) .................. 16 各接口電路與所用芯片詳細(xì)功能及使用介紹 ........... 16 AT89C51 芯片的介紹 .......................... 16 單片機(jī)與鍵盤接口 ............................ 17 單片機(jī)與顯示數(shù)碼管接口 ...................... 19 無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路 ...................... 19 軟件部分 ........................................ 20 主程序流程圖如下： .......................... 21 鍵盤、顯示流程圖： .......................... 23 第 5 章 結(jié) 論 .......................................... 25 致 謝 .................................................. 26 參考文獻(xiàn) ............................................... 27 附錄 A： ................................................ 28 附錄 B: ................................................. 37 附錄 C 中文譯文 ......................................... 44 III 北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第 1 頁 共 47 頁 第 1 章 緒 論 引言 隨著時(shí)代的變遷與科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，電機(jī)作為一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換及成為各種機(jī)械原動(dòng)力的一種不可或缺的裝置，已被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。 本文從無刷直流電機(jī)的研究背景、研究意義、發(fā)展方向及分類，再到電機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理、控制 方式都做了一系列 系統(tǒng) 的論述。 北方民族大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 論文題目 : 基于單片機(jī)無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng) 統(tǒng)的設(shè)計(jì) 院 (部 )名 稱 : 電氣信息工程學(xué)院 學(xué) 生 姓 名 : 孫學(xué)文 專 業(yè) : 自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) : 20200274 指導(dǎo)教師姓名 : 王君瑞 論文提交時(shí)間 : 論文答辯時(shí)間 : 學(xué)位授予時(shí)間 : 北方民族大學(xué)教務(wù)處制 2 摘 要 1831 年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，奠定了現(xiàn)代電機(jī)的基本理論基礎(chǔ)。尤其是在電機(jī)控制方式上。能源、冶金、采礦、機(jī)械加工、航空航天可以說沒有電機(jī)就沒有今天繁榮的一切。 無刷直流電機(jī)分類 隨著科技日新月異的發(fā)展，電機(jī)除了扮演著工業(yè)發(fā)展與人們生活水平逐漸提高的不可或缺的角色。因此科學(xué)家們就開始尋找一些以替換電刷機(jī)械換向的裝置，這樣就避免了上述問題。它的運(yùn)行原理是，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，信號(hào)繞組內(nèi)就會(huì)感應(yīng)出周期性的信號(hào)電動(dòng)勢(shì)，信號(hào)電動(dòng)勢(shì)就會(huì)使