【正文】 流過從 B 相反向流過。 導通方式 所謂 120176。 導通方式和 180176。 圖 26 無刷直流電機逆變電路 基于單片機無刷直流電機控制系統(tǒng)的設計 10 如圖 26 所示，圖為現(xiàn)代無刷直流電機最常 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，改變邏輯開關組成的電路中功率管的 導通以此改變定子繞組通電相來實現(xiàn)磁場的變化，致使轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁場和繞組換相導通的磁場始終保持一個 90176。 由于有換向器的存在通過線圈的電流始終不會改變方向，這樣在線圈上就會有連續(xù)的力矩，這樣就是轉(zhuǎn)子線圈連續(xù)的運轉(zhuǎn)起來了。 由位置傳感器感受轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)換的電信號控制功率開關相應的流通，就會 是繞組變換導通相，形成變化的磁場。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)子和電機主轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)來檢測主轉(zhuǎn)子位置。 內(nèi)部裝有感受位置變化的霍爾無 刷 直 流 電 機 電 機 主 體 位 置 傳 感 器 電 子 換 向 線 路 北方民族大學學士學位論文 第 7 頁 共 47 頁 元件，通過霍爾元件檢測轉(zhuǎn)子的位置變化，轉(zhuǎn)換成電信號后將信號給到電子換向線路，然后順序改變功率管的導通，實現(xiàn)電機的連續(xù)運轉(zhuǎn)。 3. 轉(zhuǎn)子損耗幾乎沒有，沒有了機械換向的摩擦就一定程度上削弱了震動，噪聲問題也就隨之解決。相信未來電機結(jié)構(gòu)會更加簡單，檢測轉(zhuǎn)子位置信號的技術(shù)會越來多，方便實用。 北方民族大學學士學位論文 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，對于控制器的要求也就越來越嚴格，即單片機與 DSP 相繼問世以來電機的控制也就更多樣化。雖然無刷電動機有諸多的優(yōu)點，但是大部分都是基于特定的場合所 設計的，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)自動化和規(guī)?；蟻砜朔@一缺點。 由上面的分析可以 看 出， 隨著時代的進步與科學的發(fā)展無刷直流電機在今后的 社會發(fā)展中必定會逐漸成為主流，縱使它的出場成本依然昂貴，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無刷直流電機的發(fā)展起著至關重要的作用。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)有交流電機和直流電機的優(yōu)點，而且自身還有獨特的特點。 1978 年，聯(lián)邦德國Mannesmann公司的 Indramat分部在漢諾威貿(mào)易展覽會上正式推出 MAC 無刷直流電機及其驅(qū)動系統(tǒng)，這標志著無刷直流電機真正進入實用階段 [2]。從而找到了一條發(fā)展新型直流電機的路線。 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可靠地啟動，但是相伴而來的仍然是比較大的負面問題， 加裝離心裝置換向器 致使電機結(jié)構(gòu)上變得復雜，這就會使日后的維修維護工作難以進行，拆裝上的難題和機械結(jié)構(gòu)上的設計都會無形中增加高昂的成本。 它由信號檢測、晶體開關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格的情況下不能使用。本文將充分利用單片機的外圍電路少，運行穩(wěn)定可靠的特點，將其運用于無刷直流電機的控制，使得控制電機更加方便簡捷。 關鍵詞 ： 無刷直流電機， 單片機 ， 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 無刷直流電機分類 ................................ 1 無刷直流電機的研究背景 .......................... 2 無刷直流電機研究的意義 .......................... 3 無刷直流電機未來研究方向 ......................... 4 第 2 章 無刷直流電機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理 .................. 6 相比有刷直流電機無刷直流電機的主要特點 ............ 6 無刷直流電機的構(gòu)成 .............................. 6 工作原理 ........................................ 8 三相無刷直流電機逆變電路及其工作方式 ............. 9 脈寬調(diào)制（ PWM）技術(shù) ............................ 11 第 3 章 無刷直流電機控制系統(tǒng)總體設計 ................... 13 整體運行思路 ................................... 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 無刷直流電機控制系統(tǒng)軟硬件設計 ................. 16 各接口電路與所用芯片詳細功能及使用介紹 ........... 16 AT89C51 芯片的介紹 ......................... 16 單片機與鍵盤接口 ........................... 17 單片機與顯示數(shù)碼管接口 ..................... 19 無刷直流電機的驅(qū)動電路 ..................... 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 ............................................. 27 附錄 A： .............................................. 28 附錄 B: .............................................. 37 附錄 C 中文譯文 ....................................... 44 III 北方民族大學學士學位論文 第 1 頁 共 47 頁 第 1 章 緒 論 引言 隨著時代的變遷與科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，電機作為一種機電能量轉(zhuǎn)換及成為各種機械原動力的一種不可或缺的裝置，已被應用到各個領域。 本文從無刷直流電機的研究背景、研究意義、發(fā)展方向及分類，再到電機的系統(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 學士學位論文 論文題目 : 基于單片機無刷直流電機控制系統(tǒng) 統(tǒng)的設計 院 (部 )名 稱 : 電氣信息工程學院 學 生 姓 名 : 孫學文 專 業(yè) : 自動化 學 號 : 20xx0274 指導教師姓名 : 王君瑞 論文提交時間 : 論文答辯時間 : 學位授予時間 : 北方民族大學教務處制 2 摘 要 1831 年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，奠定了現(xiàn)代電機的基本理論基礎。尤其是在電機控制方式上。能源、冶金、采礦、機械加工、航空航天可以說沒有電機就沒有今天繁榮的一切。 無刷直流電機分類 隨著科技日新月異的發(fā)展，電機除了扮演著工業(yè)發(fā)展與人們生活水平逐漸提高的不可或缺的角色。因此科學家們就開始尋找一些以替換電刷機械換向的裝置，這樣就避免了上述問題。它的運行原理是，當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，信號繞組內(nèi)就會感應出周期性的信號電動勢，信號電動勢就會使相應的晶體管依次導通來完成換向。而定子輔助磁鋼的運用需要附加脈沖，這就在電機啟動時增加了負擔。 傳感器的