【正文】 7] 謝淵斌 . 電動車無刷電機控制器軟件設計 要點 [N]. 《電子報2021 年合訂本》下冊 . [8] 牛海清，謝運祥 . 無刷直流電動機及其控制技術的發(fā)展 [D]. 微電機 2021 年 5 期 . [9] 劉佳峰，謝楊華 . 直流無刷電機換相時機的調整 [EB/OL]. 電機技術 2021 年 3 期 . [10] 孫歡慶，李橋梁 . MC33035 在直流無刷電機控制中的應用[EB/OL]. 電機技術 2021 年 3 期 . [11] 葛小榮 王慶 . 電動自行車控制器 MOSFET 驅動電路設計[EB/OL]. 電動車情商網 .2021. 四、 國內外現狀和發(fā)展趨勢與研究的主 攻方向 電機分為直流電機、同步電機和異步電機，在我國三種電機的生產分工較為VI 明確，無刷直流電機是三種電機的集合，是電機發(fā)展的高層次產品，代表電機的發(fā)展方向。設計軟件控制流程。由于電子控制技術的不斷發(fā)展， 使得對大量應用的電動機性能、質量的要求越來越高，如：低噪聲、高性能、長壽命、小型化、高效節(jié)能的要求。 （ 3）開題報告正文 ， 撰寫 格式按畢業(yè)論文 (設計 )的排版格式規(guī)范要求 。通過電位器或按鍵控制加、減速。 6 結論 ........................................................... 36 參考文獻 ......................................................... 37 致 謝 ............................................................ 38 I 1 畢業(yè)設 計 (論文 )題目： 直流無刷電動機控制電路設計 2 畢業(yè)設計（論文）起止時間： 2021 年 2 月 21 日～ 6 月 10 日 3 畢業(yè)設計 (論文 )所需資料及原始數據（指導教師選定部分） （ 1）設計直流無刷電動機調速控制系統(tǒng)主電路、控制電路及調速控制方案。 畢業(yè)論文 (設計 ) 題目名稱： 直流無刷電動機控制電路設計 題目類型： 目錄 長江大學畢業(yè)設計 (論文 )任務書 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． Ⅰ 畢業(yè)論文 (設計 )開題報告 ..............................錯誤 !未定義書簽。設計軟件控制流程。 4 畢業(yè)設計 (論文 )應完成的主要內容 （ 1）硬件電路設計 （ 2）理論設計與分析，理論計算 （ 3）軟件設計調試 5 畢業(yè)設計 (論文 )的目標及具體要求 學生通過本次畢業(yè)設計，掌握直流無刷電動機的調速方法，學會功率器件的使用及電子線路的設計；能夠運用單片機控制電動機調速；運用已學的基本知識和專業(yè)技術解決實際問題，掌握軟件設計流II 程，提出可行的方案，鍛煉自學和動手能力；培養(yǎng)鉆研、求實的科學作風；提高論文寫作水平和英語閱讀理解能力。 注 2：題目類型是指 “ 研究論文 ”、“ 畢業(yè)設計 ”或“ 畢業(yè) 創(chuàng)作（ 設計 ）” ； 題目來源是指題目來源于教師的科研項目、生產 /社會實際或實驗室建設、其它等。 而無刷直流電動機既具備交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電動機的運行效率高、調速性能好等諸多特點，同時克服了有刷直流電機由于機械電刷和換向器的存在所帶來的噪聲、火花、無線電干擾以及壽命短等弊病，所以以無刷直流電機作為電動馬達的電動自行車產品逐漸受到消費者的青睞。 （ 2）電機功率約 80 瓦，帶位置傳感器，轉速范圍在 6003000 轉 /分，連續(xù)可調，誤差不大于 5%。目前無刷直流電機研究剛剛起步，主要集中在高等學校，如浙江大學、北京航空航天大學、上海交通大學等，均在進行 以下樣機的研究試驗，清華大學正在做 15KW 電機的樣機實驗，中科院正在做 28 KW電機的樣機實驗。由于直流無刷電動機既具有交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電動機的運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優(yōu)點，故在當今國民經濟各領域應用日益普及。 VII 首先通過 查找資料熟悉并掌握單片機的基本原理，然后進行方案設計，在生產廠家進行了解。其定子繞組一般制成多相 (三相、四相、五相不等 )，轉子由永久磁鋼按一定極對 數 (2p=2,4,? )組成。由于電子開關線路的導通次序是與轉子轉角同步的，因而起到了機械換向器的換向作用。 6 月 2 號 進行畢業(yè)答辯 八、指導教師審查意見 IX 長江大學畢業(yè)論文 (設計 )指導教師評 審意見 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設計 )題目 指導教師 職 稱 評審日期 評審參考內容： 畢業(yè)論文 (設計 )的研究內容、研究方法及研究結果， 難度及工作量，質量和水平，存在 的主要問題與不足。 評語： XI 評閱教師簽名： 評定成績（百分制）： _______分 （注：此頁不夠，請轉反面） 長江大學 畢業(yè)論文 (設計 )答辯記錄及成績評定 學生姓名 專業(yè)班級 畢業(yè)論文 (設計 )題目 答辯時間 年 月 日 ～ 時 答辯地點 一、答辯小組組成 答辯小組組長： 成 員： 二、答辯記錄摘要 答 辯小組 提問（分條摘要列舉） 學生 回答情況評判 三、答辯小組對學生答辯成績的評定 （百分制） ： _______分 畢業(yè)論文 (設計 )最終成績評定 (依據指導教師評分、評閱教師評分、答辯小組評分和學校關于畢業(yè)論文 (設計 )評分的相關規(guī)定 ) 等級 (五級制 )： _______ XII 答辯小組組長 (簽名 ) ： 秘書 (簽名 )： 年 月 日 院 (系 )答辯委員會主任 (簽名 )： 院 (系 )(蓋章 ) 電動機控制電路設計 【 摘要 】 本文 以永磁方 波無刷直流電 動機 為控制對象，設計了一套無刷直流電機調速 控制 系統(tǒng)。然后就 論述了無刷直流電機的控制技術，在分析比較各種控制方法的優(yōu)缺點的基礎上 根據實際 采用 單片機控制方案。 (2)系統(tǒng)控制方案設計。 【關鍵詞】 :無刷直流電機 ，反電動勢，換相檢測， 位置傳感器 ，單片機 。 sensor。由于傳統(tǒng)的直流電動機均采用電刷以機械方法進行換向，因而存在相對的機械摩擦，由此帶來了噪聲、火化、無線電干擾以及壽命短等弱點，再加上制造成本高及維修困難等缺點，從而大大限制了它的應用范圍，致使目前工農業(yè)生產上大多數 均采用三相異步電動機。 由于直流無刷電動機既具有交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電動機的運行效率高、無勵磁損耗以及 調速性能好等諸多優(yōu)點，故在當今國民經濟各領域應用日益普及。如家用器具中的、甩干機和壓縮機就是很好的例子，汽車工業(yè)領域中的油泵控制、電控制器、發(fā) 動機控制等，這類應用的系統(tǒng)成本相對更高些。 1． 1 無刷直流電動機的基本組成 無刷直流電動機的電樞在定子上，是靜止的，主要是通過控制電樞電流來控制磁場的變化，產生與轉子磁場始終垂直的磁場。電動機本體在結構上與永磁同步電動機 相似，但沒有籠型繞組和其他起動裝置。圖 11中的電 動機本體為三相兩極。 直流無刷電動 機通過直流電源（交流電整流后）供電，然后通過換向電路的逆變作用，給定子中的線圈供電，產生磁場與轉子上的永磁體作用，推動轉子旋轉，位置傳感器通過感應轉子的位置來反饋給換向電路，控制功率開關的閉合，調節(jié)定子磁場，保證轉子持續(xù)的旋轉。但 是位置傳感器所產生的信號 不能直接用來控制功率邏輯開關單元，往往需要經過一定邏輯處理后才能去控制邏輯開關單元。的 U、 V、 W方波，各個功率開關的導通順序為 V1V4 導通、 V1V6 導通、 V3V6 導通、 V3V2導通、 V5V2 導通、 V5V4 導通，也就是說將直流母線電壓依次加在 A+B、 A+C、B+C、 B+A、 C+A、 C+B上，這樣轉子每轉過一對 NS 極， V1V6 功率管即按固定組合成六種狀態(tài)的依次導通。電度角，如此循環(huán)，無刷直流電動機將產生連續(xù)轉矩 ，拖動負載作連續(xù)旋轉。主要通過位置傳感器檢測轉子的位置并反饋給控制電路。目前，驅動電路已從線性放大狀態(tài)轉成脈寬調制的開關狀態(tài)，相應電路組成也從晶體管分立電路轉成模塊化集成電路。也就是說直流無刷電機能夠在額定負載范圍內當負載變化時仍可以控制電機轉子維持一定的轉速。為調制波的占空比， Ra 為每項繞組電壓；從而可以得到直流無刷電動機的電磁轉矩為：Tm=amp。當 Vc 設定以后，無論是負載變化、電源電壓變化，還是環(huán)境溫度變化，當轉速低于指令轉速時，反饋電壓Vfb 變小，調制波的占空比 amp?？梢哉f，無刷直流電動機在允許的電網波動范圍內，在允許的過載能力以下，其穩(wěn)定轉速與指令轉速相差在 1%左右， 遠小于所要求的 5%， 并可以實現在調速 范圍內恒轉矩運行。這樣 周而復始，電動機轉子便連續(xù)不斷地旋轉。 瞬間選作晶體管開始導通的基準點 ， 電動機三相繞組輪流通電時，所產生的總轉矩 如圖 所示。這就是說，當轉子轉到幾個位置時，電動機產生的轉矩為零，這會在電動機起動時出現死 區(qū) （即轉子在這些位置時，電 動機無起動力矩）。 , 選擇適當的提前角，使得在上述諸因素的影響下，真正能在 γ o=0176。當其轉速 n 不變時，該電動勢波形也是正弦波，相位同轉矩相位一致。m) ； KT是轉矩系數； R 是 電動機的內阻 (Ω) 。轉速與轉矩的乘積即為電動機軸上輸出的機械功率值。為了克服機械換相帶來的缺點，以電子換相取代機械換相的無刷電機應運而生。 無刷直流電動機不僅保持了傳統(tǒng)直流電動機良好的動、靜態(tài)調速特性，且結構簡單、運行可靠、易于控制。高性能的無刷直流電動機工作壽命可達數十萬小時 ,而有刷直流電動機壽命一般較短 ,在高溫環(huán)境下甚至只有幾分鐘。 與異步電動機相比 ,無刷直流電動機具有更大的功率密度、更高的效率和更好的控制性能。永磁同步電動機把交流電動機復雜的磁場定向控制轉化為轉子位置定向控制 ,而無刷直流電動機則進一步將其簡化為離散六狀態(tài)的轉子位置控制。永磁無刷電動機、開關磁阻電動機、步進電機等微特電機綜合性能的提高 ,也使得微特電機大量進入電驅動系統(tǒng)作為執(zhí)行元件成為必然趨勢 ,而永磁無刷電動機作為微特電機中的“佼佼者” ,必將在高性能工業(yè)驅動場合獲得廣泛的應用。這樣便為永磁無刷電動機贏得了又一廣闊的應用領域。 直流無刷電動機力矩大 ,調速范圍寬 ,不產生電刷粉塵和電火花 ,摩擦力矩小故其性能優(yōu)越 ,但阻礙其普及應用的主要因素是價格 ,它的電子控制和換相部分價格較高 ,所以研究一種實用且控制更加簡捷、靈活的直流無刷電動機調速系統(tǒng)是十分必要的。隨著現代微電子技術、電力電子技術、傳感器技術、精密機械技 術、自動控制技術、微型計算機技術及人工智能技術等高新技術的發(fā)展，以機械為 主體的工業(yè)、民用產品不斷采用高新 技術，并向自動化和智能化方向發(fā)展。限于我國元器件水平及相關理論與實踐相結合的程 度還比較低，尤其是制造工藝和加工設備距離國際水準差距較大，所以目前我國無刷電 機綜合水平仍低于國際水平，有 待進一步的研究和開發(fā) 3 方案論證 系統(tǒng)概述 在電機轉速控制方面，絕大多數場合數字調速系統(tǒng)已取代模擬調速系統(tǒng)。這種方案可以編程控制，應用范圍廣，且靈活方便。 功率驅動單元主要包括功率開關器件組成的三相全橋逆變電路和自舉電路。 圖 31控制系統(tǒng)結構原理圖 直流無刷電動機控制電路設計 第 16 頁（共 37 頁） 直流無刷電動機的主回路設計 了解直流無刷電動機的運行，首先必須了解其定子繞組與電子換向器之間的各種連接方法；由于定子繞組為三相繞組的直流無刷電動機在實際生活中最為常用，因此在此著重加以討論。 圖 3— 3 三相半控電路中的位置傳感器的信號波形 3 方案論證 第 17 頁（共 37 頁） 和一般的直流電動機一樣，在電動機起動時，由于其轉速很低，故轉子磁通切割定子繞組所產生的反電動勢很小，因而可能產生較大的電流。圖中， VF1— VF6為 6個 MOSFET功率管，起繞組的開關作用。各功率管的導通順序依次為 VF1VF VF2VFVF3VF VF4VF VF5VF VF6VF1。該連接電路的組成元件與三相 Y形連接全控橋式電路類似?？梢钥吹酱藭r的合成轉矩同樣增加了 3 倍。 3 方案論證 第 19 頁（共