【正文】 出現(xiàn)為無刷直流電機快速研制成功與投入應用更是起到了關鍵性的作用 ，接近開關式位置傳感器、北方民族大學學士學位論文 第 3 頁 共 47 頁 電磁諧振式位置傳感器和高頻耦合式位置傳感器相繼 出現(xiàn) ， 然后 又 相繼研制成功 了磁電耦合式和光電式位置傳感器。 永磁無刷電機是永磁無刷直流電機、永磁無刷交流同步電機、永磁無刷直線電機和永磁無刷力矩電機的總稱。沿襲了直流電機調速性能好、機械特性呈線性、運行效率高等一系列 優(yōu)點，并且突出的有點就是沒有勵磁損耗。雖然 由于驅動電路與換向電路在成本上有一定的增加，但是相信這些隨著科學技術的進步與發(fā)展都會得到客服，隨著永磁材料的更新進步，制作轉子永磁體變得也越來越容易成本也在下降，這就又為無刷直流電機的推廣應用增加了一定的籌碼，因此在來，相信很長一段時間里，無刷直流電機會越來越多的應用在民用領域中，漸漸的將會取代現(xiàn)有的直流電基于單片機無刷直流電機控制系統(tǒng)的設計 4 機。過去的鋁鎳鈷永磁材料已逐漸被鐵氧體、稀土永磁材料所代替， 20 世紀 80 年代高慈能積的銣鐵硼永磁材料的出現(xiàn)與發(fā)展更是極大程度的推動了永磁電機的發(fā)展。因此，對它的研究在現(xiàn)如今以致在今后未來的很長一段時間里都會具有很深遠的意義。 ? 鑒于流水線生產(chǎn)技術的應用與工廠自動化程度的提高，可以大規(guī)模的成批量的生產(chǎn)電機的零件，即高效又省時從而一定程度上節(jié)約了制作成本。各公司也相繼開發(fā)出了控制電機的專用集成芯片，所以在未來一定還會有多種多樣的芯片問世，他們將會更加高度集成化，使用起來將會更加便捷。 通過上述敘述我們可以確定，想要使無刷直流電機在未來越來越的在民用領域中使用的話，那么就要從其結構、成本、體積等各發(fā)面研究，找出一個最佳方案，甚至有可能的話設計一款通用型。 4. 功率密度較高，定子繞組容易散熱。 綜上所述，無刷直流電機由 三部分組成分別是 電機本體，轉子位置傳感器和電子換相線路，如圖 21，圖 22，圖 23 所示 圖 22 無刷直流電機內部原理圖 圖 23 無刷直流電機 結構圖 主 體 眾所周知，電機由 定子和轉子組成。傳感器轉子每轉過一對磁極（ N S）轉角，就相應的產(chǎn)生出與電機邏輯分配狀態(tài)相對應的開關狀態(tài)數(shù) ，以此完成電機的一次換流全過程。這樣就和轉子永磁體產(chǎn)生的磁場始終形成一定的角度，產(chǎn)生連續(xù)的轉矩，這樣就是實現(xiàn)了定子電流隨轉子位置變化而做相應的變化。而無刷直流電機沒有換向器，并且繞組是在定子上，轉子上鑲有永磁剛。 電角度，這樣電機就連續(xù)不斷的運轉起來了。采用6 個 MOSFET 功率管和 6 個續(xù)流二極管組成。 導通方式。導通方式就是說電機內部繞組為 A、 B、 C 三相，兩相繞組導通時其中每一項導通電角度是 120176。從AB 相換到 AC 相，電流從 T1 管流經(jīng) A 相 C 相再從 T2管流回，電流還是從 A相正向流過從 C相反向流過。繞組電流換向依次流過，就會在定子繞組中產(chǎn)生變化的磁場。 2. 180176。 接下來 電流先從 A相正向流過 再從 BC 兩相 反向流過。電流從 C相正向流過，從 AB 兩相反向流過。它們各有特點，本系統(tǒng)使用電壓型逆變電路，它有以下特點 ： (1)直流側為電壓源，或接有大電容，相當于電壓源，直流側電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 成本較低，對于模擬電路產(chǎn)生的熱損耗以及對降低其產(chǎn)生的噪音都有良好的抑制作用，是用數(shù)字方式來控制模擬信號的典型例子。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來達到改變平均電壓大小的目的，從而來控制電動機 的轉速。設電機始終接通電源時， 設方波一個周期的時間為 T，電機最大轉速為 Vmax，圖 24 中占空比為 t1/T,那么電機平均速度 Va=Vmax? (t1/D),為了得到不同的電機轉速，我們可以改變占空比，也就是所謂的高電平持續(xù)的時間。 系統(tǒng) 總體框圖 系統(tǒng)總體框圖 如圖 31： 圖 31 整體框圖 微 處 理 器 電 機 驅動 電 路 逆 變 橋 整 流 橋 三 相 交流 電 源 轉 子 位 置 信號 無刷電 機 電平轉換 基于單片機無刷直流電機控制系統(tǒng)的設計 14 基于 Matlab 的控制系統(tǒng) 圖 32 基于無刷直流電機 Matlab 的仿真圖 圖 33 線電壓 Uab 圖 34 轉子轉速 北方民族大學學士學位論文 第 15 頁 共 47 頁 圖 35 相電流 ia 和相反電勢 ea 圖 36 電磁轉矩 Te 基于仿真波形的論述 由圖 36可知，電機空載啟動，自由加速至穩(wěn)態(tài)后，在 時負載轉矩跳變。由于負載突增的時候，轉速已經(jīng)很高，反電勢也會很大，在母線電壓恒定的情況下電流不會很快響應，所以轉速的變化過程會較慢，從圖 34 中就可以看出。 功能概述： AT89C51 片內含有 4KB 的 Flash 存儲器，片內 RAM 容量為 128B，片外的 ROM、RAM 可以尋址 32KB 的容量，有 4*8 個并行的 I/O 端口，兩個定時器和 6個中斷源，引腳封裝形式有 DIP PLCC 4 PQFP 44 三種形式。 ? P2（ P2..0~）口是一個 帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端，訪問外部存儲器時，由它輸出高 8位地址，可以驅動 4個 LSTTL負載。單片機上電初始化后，首先掃描鍵盤，若 S1被按下，則啟動系統(tǒng)，否則將一直掃描鍵盤，此時其他鍵沒有任何功能。 北方民族大學學士學位論文 第 19 頁 共 47 頁 單片機與顯示數(shù)碼管接口 圖 44 單片機與數(shù)碼管顯示電路接口 整個顯示電路包括兩部分： 本系統(tǒng)采用 4 位 8段共陰極數(shù)碼管顯 示 P0 口接上拉電阻 數(shù)碼管段選通過限流電阻接 P0口 位選接 —— 口 發(fā)光二極管 兩個二極管一個代表正轉一個代表反轉 無刷直流電機的 驅動電路 圖 45 驅動電路 的組成 基于單片機無刷直流電機控制系統(tǒng)的設計 20 IR2110 芯片是由 IR 公司生產(chǎn)，用于 MOSFET 驅動電路 。邏輯電源電壓可以加載從 + 到 +15v 之間變化區(qū)間的電壓，而柵極驅動電壓可以加載從 +10v 到 +20v 之間中的電壓。中斷服務程序 停機程序 測速程序 對其控制系統(tǒng)的構成做了一定的學習與理解。兩兩導通是指在 360176。大學四年美好的生活轉眼 就將結束，一路走來，有苦有樂，這里誠摯地感謝我的父母、老師和一直在幫助我支持我的親朋好友。從論文的整體結構，到論文的構思、寫作、格式的修改、再到論文文獻的查找，最后到論文的查重以及更改，可以說在各個環(huán)節(jié)中都幫助了我。感謝你我的朋友，因為你們，不管是傷心、快樂，還是難過、高興，是你們一路陪我走過，共同分享。 /*啟動標志位和閃爍標志位 */ extern ulong zssd=3000。 sbit P15=P1^5。 /*數(shù)碼管位選 */ uchar *zy=p1。m++) for(j=0。 /*數(shù)碼管各段全亮， 確認完好無損 */ P1=0xFF。 /*啟動標志位置 1系統(tǒng)啟動 */ } else tag=0。 case 0x91: zssd=zs+100。 case 0x93: zssd=zs+1。 /* 口取反，默認低電平 */ P17=0。 /*指針指向當前位選數(shù)組下一位 */ if(zy==p1[0]) /*當指針指向第一位時 */ { zy=p1+4。 北方民族大學學士學位論文 第 31 頁 共 47 頁 } } else switch(*zy) { case 0x90: zssd=zs1000。 case 0x92: zssd=zs10。 } } void right() /*參考 left()函數(shù) */ { if(tag1==0) { tag1=1。 } d_ms(20xx00)。 /*鍵盤掃描，看是否有鍵按下 */ if((P2amp。 /*延時去抖 */ x=P2。 /*延時去抖 */ x=P2。break。break。break。 /*轉速百位 */ c=zs%100/10。 /*從數(shù)組讀數(shù)， P0 口輸出 */ d_ms(20)。 d_ms(20)。 d_ms(20)。 d_ms(20)。 /*當前顯示為置高 */ switch(*z) /*查詢當前是哪位同時顯示 */ { case 0x90: P0=d_p[a]。 case 0x92: P0=d_p[c]。 } d_ms(50000)。 /*如前所示 */ P0=d_p[a]。 P0=d_p[b]。 北方民族大學學士學位論文 第 35 頁 共 47 頁 P0=d_p[c]。 P0=d_p[d]。 } } void cs() /*測速函數(shù) */ { zs=count/8*100。 zkbg=1zkbd。 /*輸出低電平 */ d_ms(1000*zkbd)。 TR0=0。 TH1=0x00。 IE=0x82。 keyget()。 北方民族大學學士學位論文 第 37 頁 共 47 頁 } void interrupt1() interrupt 1 using 0 /*中斷服務程序 */ { TR1=0。 TH0=0xD8。 /*開啟 T0*/ } 附錄 B: 基于單片機無刷直流電機控制系統(tǒng)的設計 38 Artificial intelligence applications in Permanent Mag Brushless DC motor drives R. A. Gupta Artificial intelligent Bose 1992). Recently, the PMBLDC motor has evolved as a replacement of the standard brush type dc machine in many servo applications due to its high efficiency, low maintenance and good controllability (Mohan et al. 1995). Several models of this drive have been presented and discussed (Putta Swamy e t a l. 1995). Moreover, PMBLDC motors are a type of synchronous motors means that the magic fields generated by both the stator and the rotor have the same frequency therefore, PMBLDC motors do not experience the ― slip‖ that is normally seen in induction motors (Hendershot and Miller 1994 ). The research is going on to identification of a suitable speed controller for the PMBLDC motor. Many control strategies have been proposed (Kaynak 20xx。 Fuzzy Ajay Kumar Bansal Pub