【正文】 值得注意的是 :改變 TIMER2會連帶將其預分頻值改變?yōu)槟?認值 , 因此需要同時修改預分頻值才能達到預想的效果。 3 PWM中斷時間控制 中斷時間的控制與定時器時間控制相似。正反轉驅動只在于電流換相順序的不同 , 反映到程序中僅在查表處有區(qū)別 , 所以正反轉可共用一個驅動程序。若正確 , 輸出波 PWM, 否則 , 重新復位。 圖 314 過流保護原理圖 LM358 雙運放大電路 如圖 315所示， LM358內部包括有兩個獨立的、高增益、內部頻率補償的雙運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關。 2 電流采樣 通常對電機三相電流進行控制需要三個獨立的電流閉環(huán)，而永磁無刷直流電機采用兩相導通方式，即 電機三相定子繞組在某一時刻只有兩相通電，導通的兩相繞組的電流大小相等，方向相反，因此任意時刻只需控制一個電流量。當電機轉子采用永磁體勵磁時，永磁體 的強磁場使得電機在較低速度時就可以檢測到電樞繞組反電動勢，在較低轉 速下實現電機的自同步運行狀態(tài)切換，從而加快電機的起動過程，實現寬的調速范圍。幾個光電耦合開關沿圓周均布，每只光電耦合開關由相互對著的紅外發(fā)光二極管和光敏三極管組成。因此，在對性能和環(huán)境要求不是很高的永磁無刷直流電機應用場合大量使用霍爾元件式位置傳感器。對于兩相導通星形三相六狀態(tài)無刷直流電機，三個霍 爾元件在空間彼此相隔 120176。轉子位置傳感器也由定、轉子組成，其轉子與電機本體同軸，以跟蹤電機轉子的位置；其定子固定于電機本體定子或端蓋上，以感應和輸出轉子位置信號。 傳感器選擇 霍爾器件是一種磁傳感器。當 A、 B有一個為高電平，則另一個就允許輸入數據，并在 CLOCK 上升沿作用下決定 輸出的狀態(tài)。 在電動車實際使用當中，普遍采用機械觸點開關，平時常開，剎車時信號線對地短路作為剎車信號，即低電位剎車。用程序語句控制 PWM信號的周期和高電平持續(xù)時間，從而控制電機電樞電壓，即可達到調速目的。斷電復位鎖定，即當芯片電源電壓下降到某一值以后時，使芯片保持復位，當電源電壓恢復正常后恢復運行 雙向可獨立編程設置 I/O引腳 （ 2） RA0RA5：雙向可編程，亦可作為并行口。 (4)指令特色 PIC系列單片機的指令系統(tǒng)具有尋址方式簡單和代碼壓縮率高等優(yōu)點。使之具有卓越的性能，代表著單片機發(fā)展新的潮流。在無刷電機控制中，脈寬調制 PWM ( PulseWidth Modulation)技術廣泛應用，因此所選單片機應具有脈寬調制輸出端口。輸出驅動 MOSFET接成源極跟隨器，另一只輸出驅動 MOSFET接成共源極電路，高端的脈沖發(fā)生器驅動 HV電平轉化器并觸發(fā) RS閂鎖置位或復位。 HO和 LO輸出分別與 HIN和 LIN輸入同相位。由于邏輯信號均通過電平耦合電路連接到各自的通道上 ,容許邏輯電路參考地 (USS) 與功率電路參考地 (COM) 之間有 5 V和 + 5 V 的偏移量 ,并且能屏蔽小于 50 ns 的脈沖 ,這樣有較理想的抗噪聲效果。由于采用自控式逆變器，無刷直流電動機輸入電流的頻率和電機轉速始終保持同步，電機和逆變器不會產生振蕩和失步，這也是無刷直流電動機的重要優(yōu)點之一。 無刷直流電動機控制系統(tǒng)組成框圖 基于 ,可繪出無刷直流電動機控制系統(tǒng)框圖 ,如圖 21所示 : 圖 21 電動機驅動控制框圖 （ 1）微控制器 主要功能是根據電動機旋轉方向的要求和來自霍爾轉子位置傳感器的三個輸出信號，將它們處理成功率驅動單元的六個功率開關器件所要求的驅動順序。該控制系統(tǒng)的缺點是智能性差，保護措施有限，系統(tǒng)升級空間小。另一種是以微處理器為控制核心構成硬件系統(tǒng)。 4．控制器 控制器是無刷直流電動機正常運行并實現各種調速伺服功能的指揮中心，它主要完成以下功能： （ 1）對轉子位置檢測器輸出的信號、 PWM調制 信號、正反轉和停車信號進行邏輯綜合，為驅動電路提供各開關管的斬波信號和選通信號，實現電機的正反轉及停車控制。 3．位置檢測器 位置檢測器的作用是檢測轉子磁極相對與定子繞組的位置信號，為逆變器提供正確的換相信息。從這個角度來看，三相繞組優(yōu)于四相和五相繞組。 定子的結構與普通同步電動機或感應電動機相同 ，鐵心中嵌有多相對稱繞組。目前，專家系統(tǒng)、模糊邏輯控制和神經網絡控制是三個最主要的理論和方法。 2 定子三次諧波檢測法。尤其在節(jié)能已成為時代主題的今天，無刷直流電機高效率的特點更顯示了其巨大的應用價值。 圖 13 機械特性曲線簇 當轉矩較大、轉速較低時，流過開關管和電樞繞組的電流很大，這時，管壓降隨著電流增大而增加較快，使在電樞繞組上的電壓有所減 小，因而圖所示的機械特性曲線會偏離直線，向下彎曲。 2．無刷直流電動機與輸出開關管換流信號 無刷直流電動機的位置一般采用三個在空間上相隔 120電角度的霍爾位置傳感器進行檢測，當位于霍爾傳感器位置處的磁場極性發(fā)生變化時，傳感器的輸出電平將發(fā)生改變，由于三個霍爾傳感器位檢測元件的位置在空間上各差 120電角度，因此從這三個檢測元件輸出端可以獲得三個在時間上互差 120度、寬度為 180度的電平信號，分別用 A、 B、 C來表示，如圖 12所示，以信號 A為例， A相位置寬度 為 180電導角：在 060度， T1必須導通，故 T1狀態(tài)為 1，而 C相還剩下 60度通電寬度，所以此段時間為 T1和 T6等于 1，（此時下部可供導通的管子為 T T6和 T2，而為避免橋臂直通， T4不能導通； T2的導通時間未到，故只能是 T6導通）；而在60度 — 120度，此時只有 A相通電， B和 C相處于非導電期，故導通的開關管為 T1和 T2（ T1和 T2等于 1），其中 T2是為 B相導電作準備；而在 120度 — 180度時，由于 每一相只有 120電導角導電時間，故此時 T1關斷（ T1=0）， T2仍然導通（ B相開始進入導電期），此時可知 ， T1關斷， T5不能開通（防止橋臂直通），則此時只能開通 T3，所以 T3信號此時間段為 1。 圖 11 無刷直流電動機工作原理示意圖 如圖 11所示，當轉子旋轉（順時針）到圖 a所示的位置時，轉子位置傳感器輸出的信號經控制電路邏輯變換后驅動逆變器，使 T T6 導通，即 A、 B兩相繞組通電，電流從電源的正極流出，經 T1流入 A相繞組，再從 B相繞組流出，經 T6回到電源的負極，此時定轉子磁場相互作用，使電機的轉子順時針轉動。一組 5V 電源給 單片機 和控制電路供電，另外一組 5V、 9V 電源給 L298N的 +VSS、 +VS 供電。其 引腳 排列如圖 1 中 U4 所示， 1 腳和 15 腳可單獨引出連接電流 采樣電阻 器，形成電流傳感信號。直流電機的高速特性是其致命的缺點，由其自身的結構其速度，電源電壓和負載量和決策，所以過去的負荷變 化較大的場合沒有它。直流電動機具有調速性能好，能耗低，減整器效率高達百分之九十六，性能優(yōu)越，振動小，噪音低等低點，因此在許多行業(yè)中仍有應用。因此，直流電動機的起動和調速要求較高的機械廣泛用于保持轉矩，但因為需要維護換向器，更多的麻煩， 3000 小時左右更換刷。其內部原理是采用 H 橋式 差動放大。即 P P11 控制第一個電機的方向，輸入的： PWMl 控制第一個電機的速 度； P1 P13 控制第二個電機的方向，輸入的 PWM2控制第二個電機的速度?？梢钥闯?，轉速和 U、 I 有關，并且可控量只有這兩個，我們可以通過調節(jié)這兩個量來改變轉速 。 轉子在空間每轉過 60電角度，定子繞組就進行一次換流，定子合成磁場的磁狀態(tài)就發(fā)生一次躍變。 本設計選用的是三相無刷永磁直流電動機，其額定電壓 UH=36V,電樞額定電流 IaH=,電樞峰值電流 IaP? 15A,額定轉速 nH=350r/min,額定功率 PH=250W。 圖 15 工作特性 在輸出額定轉矩時 ,電機效率高、損耗低是無刷直流電動機的重要特點之一。 轉子位置傳感器是整個驅動系統(tǒng)中最為脆弱的部件，不僅增加了系統(tǒng)的成本和復雜性，而 且降低系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，同時還需要占據一定的空間位置。減小轉矩脈動是提高無刷直流電動機性能的重要方面。原直流電動機的電刷和機械換向器被逆變器和轉子位置檢測器所代替。綜合以下三個指標有助于我們做出正確的選擇： （ 1）繞組利用率。 相數越多，逆變器電路使用的開關管越多，成本越高。但 是位置傳感器的存在增加了系統(tǒng)的成本和體積，降低了系統(tǒng)可靠性，限制了無刷直流電動機的應用范圍，對電機的制造工藝也帶來了不利的影響。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)。 控制 器是電動自行車的驅動系統(tǒng)，它是電動自行車的大腦。在有位置傳感器的控制方法中，現今，由于霍爾傳感器性價比高，安裝 方便，被廣泛應用作為無刷直流電機的位置傳感器。 （ 4）周邊輔助、保護電路 主要有電流采樣電路、電壓比較電路、過電流保護電路、調速信號和制動信號等輸入電路。 2 / 301 Idt?? ?? ，通過計算可得 I=， 額定電壓 UH=36V，峰值電壓應有一個百分之 40的余量所以 UM=UH*=36*= 通過以上計算，可得出選擇的 MOSFET峰值電流為 25A,峰值電壓為 50V。 表 32 IR2110 工作參數 參數 最小值 / V 最大值 / V VB VS + 10 VS + 20 VS 4 500 HO VS VB VCC 10 20 LO 0 VCC VDD VCC + 4. 5 VCC + 20 VSS 5 + 5 HIN ,SD ,LIN VSS VDD (3)IR2110內 部功能如圖 32所示： 圖 32 IR2110內部框圖 LO （引腳 1） :低端輸出 COM（引腳 2） :公共端 Vcc（引腳 3） :低端固定電源電壓 Nc （引腳 4） :空端 Vs （引腳 5） :高端浮置電源偏移電壓 VB (引腳 6) :高端浮置電源電壓 HO （引腳 7） :高端輸出 Nc （引腳 8） :空端 VDD（引腳 9） :邏輯電源電壓 HIN（引腳 10） :邏輯高端輸入 SD （引腳 11） :關斷 LIN（引腳 12） :邏輯低端輸入 Vss（引腳 13） :邏輯電路地電位端，其值可以為 0V Nc （引腳 14） :空端 功能概述 IR2110驅動器將邏輯輸入信號送到相應的低阻抗輸出。高抗噪聲平移位電路將邏輯信號送到輸出驅動級。 單片機選擇依據： (1)性能因素。 PIC 單片機特點： PIC (Periphery Interface Chip)系列單片機是美國 Microch