【正文】 while(1) //重復(fù)上訴步驟 { } } T01 程序段： include //調(diào)用頭文件 void T01_vInit(void) { TMOD = 0x11。 // 換向 CCU6_MCMOUTSL = OutputPatt[i] | MCM_transfer。 j++)。 // 定時器 0 溢出中斷優(yōu)先級 56 IP1 = 0x00。 code unsigned char OutputPatt[] = {0x00, 0x09, 0x12, 0x18, 0x24, 0x21, 0x06}。 主電路設(shè)計 53 圖 410 主電路圖 圖 410 所示是一種星形連接三相橋式主電路，圖中，上橋臂三個開關(guān)管 Q Q Q5 是 P 溝道功率 MOSFET，柵極電位低電平 時導(dǎo)通；下橋臂三個開關(guān)管 Q Q Q6 是 N 溝道功率 MOSFET，柵極電位高電平時導(dǎo)通。 開關(guān) S1起控制 MBC上電平高低的作用，當 S1斷開時， MBC為高電 51 平，當 S1閉合時， MBC為低電平。因為 MAX232具有驅(qū)動能力，所以不需要外加驅(qū)動電路。 44 圖 41 IR2130 引腳分布 VB1～ VB3：是懸浮電源連接端，通過自舉電容為 3個上橋臂功率管的驅(qū)動器提供內(nèi)部懸浮電源， VSI～ VS3是其對應(yīng)的懸浮電源地端。 15 輸入 高阻 16 輸入 高阻 17 輸入 高阻 20 輸入 高阻 21 輸入 高阻 22 輸入 高阻 23 輸入 高阻 26 輸入 高阻 P3 I/O P3 口是 8 位通用 I/O 雙向口。 基于 PGTSSOP38 封裝的 XC866 引腳配置如所圖 13 示 。 但對電機本體的數(shù)學(xué)模型依賴性大 ,當電機參數(shù)因溫度變化發(fā)生漂移時 ,容易造成建模誤差 ,使控制精確性受到影響 。 3,三次諧波檢測法 對于無刷直流電動機 ,繞組反電動勢為梯形波 。 因此 ,只要檢測到各相繞組反電動勢的過零點 ,就可確定電機的轉(zhuǎn)子位置和下次換流的時間 。 遮光盤上開有 180 度電角度的扇形開口 ,扇型開 34 口的數(shù)目等于無刷直流電動機轉(zhuǎn)子磁極的極對數(shù) ,4 極電機所用遮光盤如圖 314(b)所示 。 使用霍爾集成電路構(gòu)成位置傳感器有兩種方式 。 電磁式位置傳感器具有輸出信號大 ,工作可靠 ,壽命長 ,適應(yīng)性強 ,對環(huán)境要求不高等優(yōu)點 。 圖 310 星形連接三相橋式主電路 圖中，上橋臂三個開關(guān)管 VT VT VT5 是 P 溝道功率MOSFET，柵極電位低電平時導(dǎo)通；下橋臂三個開關(guān)管 VT VTVT6 是 N 溝道功率 MOSFET，柵極電位高電平時導(dǎo)通。 3，控制器 28 無刷直流電動機的控制器有以下幾種形式： （ 1） 分立元件加少量集成電路構(gòu)成模擬控制系統(tǒng)。為了提高逆變器的可靠性、縮小體積，還可以選擇近年來迅速發(fā)展的功率集成電路（ PIC）。 （ 3） 色痕跡控制軟件。可見，在電機正轉(zhuǎn)時各開關(guān)的控制邏輯與反轉(zhuǎn)時的控制邏輯正好相反。 3． 2． 3． 1 順時針旋轉(zhuǎn) 設(shè)電機處于 38（ a）所示的 A、 B 兩相導(dǎo)通的初始位置，定轉(zhuǎn)子磁場相互作用使電機順時針旋轉(zhuǎn)。圖中， Us 為直流側(cè)電壓， VT1～ VT6 為功率開關(guān)器件， VD1~VD6 為續(xù)流二極管，LM = L－ M ，圖中標出的相電流和相反電動勢的方向為其正方向。 （ 5） 三相繞組完全對稱。 近三十年來針對異步電動機變頻調(diào)速的研究，歸根到底是在尋找控制異步電動機轉(zhuǎn)矩的方法，而無刷直流電動機的電流或電樞的端電壓，就是直接控制電動機轉(zhuǎn)矩的物理量。 無刷直流電動機的轉(zhuǎn)速設(shè)定，取決于速度指令 Vc 的高低，如果速度指令最大值為 +5V 對應(yīng)的最高轉(zhuǎn)速： Vc（ max）243。 15 由于定子磁場軸線可視作同轉(zhuǎn)子軸線垂直，在鐵芯不飽和的情況下，產(chǎn)生的平均電磁轉(zhuǎn)矩與繞組電流成正比，這正是他勵直流電動機的電流 轉(zhuǎn)矩特性。但是 ,這種方法必須包含大量的開關(guān)。當載流導(dǎo)體轉(zhuǎn)過 180度電角度后，電流 I還是從電刷 A 進去，經(jīng)由換向片 線圈 dcba，至換向片 1，最后仍從電刷 B 流出。這樣，電子換向線路中的功率開關(guān)元件，如晶 體管或可控硅等可直接與電樞繞組連接。 10 第二章 永磁無刷直流電動機的結(jié)構(gòu)和原理 2． 1 無刷直流電動機的特點及分類 無刷直流電動機的最大特點，就是沒有換向器（整流子）和電刷組成的機械接觸機構(gòu)。同時現(xiàn)代電力電子器件工 藝日臻成熟 ,出現(xiàn)了電力晶體管 ， 門極可關(guān)斷晶閘管 ,功率場效應(yīng)晶體管 ,特別是絕緣門極晶體管的開發(fā)成功 ,使 無刷直流電機 的功率驅(qū)動電路的可靠性和穩(wěn)定性得到保障 ,因此 無刷直流電機 成為國際國內(nèi)研究的熱門課題 ,數(shù) 10年經(jīng)久不衰。因此無刷直流電動機沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運行可靠，維護方便，此外，它的轉(zhuǎn)速不受機械換向的限制；如采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在每分鐘高達幾十萬轉(zhuǎn)的速度中運行。對于本次設(shè)計，本文使用單片機控制 有位置傳感器的三相無刷直流電動機 ，采用了某些專用控制芯片如 XC866,MAX232,IR2130 等 對無刷直流 電機 進行換相以及驅(qū)動控制。 關(guān)鍵詞：永磁無刷直流電動機 單片機 有 位置 驅(qū)動控制 5 ABSTRACT This paper mainly to the brushless DC motordriven basic tes of control and made some research. Brushless DC motor for the basic principles This paper will be permanent mag brushless DC motor with ordinary Synchronous Motor parison, reflect the permanent mag brushless DC motor in all aspects of the relative strengths and ordinary machine synchronous motor with technical innovation。 1． 2 無刷直流電 機 控制技術(shù) 的發(fā)展概況 有刷直流電動機作為最早的電動機廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域 ,由于其寬闊而平滑的優(yōu)良調(diào)速性能 ,在需要調(diào)速的應(yīng)用領(lǐng)域 7 占有重要地位 ,但機械換向裝置的存在 ,限制了其發(fā)展和應(yīng)用范圍。高速微處理器 DSP 器件的出現(xiàn)，保證了無刷直流電動機的性能，也使性能更優(yōu)秀的正弦波電流驅(qū)動的永磁無刷電動機進入應(yīng)用領(lǐng)域。 無刷直流電動機，按照 它們的工作特性，基本上可以分為兩大類： （ 1） 具有直流電動機特性的無刷直流電動機。 （ 4） 其組成亦可以用下圖 22 來表示： 圖 22 無刷直流電動機的組成 2． 4 無刷直流電動機的工作原理 無刷直流電動機是在有刷直流電動機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，就它們內(nèi) 部發(fā)生的電磁過程來說，本質(zhì)上無多大區(qū)別，因此，不妨先了無刷直流電動機 電動機本體 位置傳感器 電子換向線路 主定子 主轉(zhuǎn)子 傳感器定子 傳感器轉(zhuǎn)子 12 解以下有刷直流電動機的工作原理。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，位置傳感器不斷地傳送信號，以改變電樞繞組的通電狀態(tài)，使得在某一磁極下導(dǎo)體中的電流方向始終保持不變，這就是無刷直流電動機的無接觸換流過程的實質(zhì)。 電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。 VDC 是加在電動機線間電壓平均值， VDC 是直流母線電壓， δ是調(diào)制波的占空比， Ra 為每相繞組電阻?？梢哉f，無刷直流電動機在允許的電網(wǎng)波動范圍內(nèi)，在允許的過載能力以下，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相差在 1%左右，并可以實現(xiàn)在調(diào)速范圍內(nèi)恒轉(zhuǎn)矩運行。因此我們直接利用電動機本身的相變量來建立數(shù)學(xué)模型。 ea、 ea、 ea －定子向繞組電動勢（ V）。由于中性點電位不可直接測取，因而相電壓實際 19 上是個未知量，已知量為直流側(cè)電壓（線電壓），所以該模型還不能直接求解相電流的變化規(guī)律。 當電機轉(zhuǎn)過 60 度電角度，到達圖 38(b)所示的 A、 C 兩相導(dǎo)通狀態(tài)的位置，定轉(zhuǎn)子磁場相互作用仍使電機順時針旋 轉(zhuǎn)，而位置信號的邏輯為： Ha=0,Hb=1,Hc=0. 依次類推，可以得到一個通電周期內(nèi)其他通電狀態(tài)下位置信號的邏輯，如圖 38（ c） ~（ f）所示。可見， A 相繞組在其反電動勢達到最大之前 60 度電角度時導(dǎo)通，在其反電動勢達到最大之后 60 度電角度時關(guān)斷。 下面我們簡要說明無刷直流電動機各組成部分的設(shè)計方法。 傳統(tǒng)的驅(qū)動電路大部分是采用分立元件搭建而成，電路復(fù)雜、調(diào)試困難、可靠性差。雖克服了分立元件帶來的弊端，但其應(yīng)用范圍局限性大，功能難以擴展。 （ 3）角形連接三相橋式主電路 圖 311 所示的角形連接三相橋式主電路的開關(guān)管也采用MOSFET。 霍爾元件產(chǎn)生的電動勢很低 ,在應(yīng)用時往往需要外接放大器 ,很不方便 。 對于兩相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)無刷直流電動機 ,三個霍爾集成電路在空間彼此相隔 120 度電角度 ,傳感器永磁體的極弧寬度為 180 度電角度 ,這樣 ,當電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時 ,三個霍爾集成電路便交替輸出三個寬為 180 度電角度 ,相位互差 120 度電角度的矩形波信號 。 當遮光盤上的扇形開口對著某個光敏接受元件時 ,該光敏元件因接受到對面的發(fā)光二極管發(fā)出的光而產(chǎn)生電流輸出 。 反電動勢法的缺陷是當電機在靜止或低速運行時 ,反電動勢為 0或太小 ,因而無法利用 。 反電動勢三次諧波的檢測有兩種方法 :一是星形連接的繞組三端并聯(lián)一組星形連接的電阻 ,兩個中性點之間的電壓即為三次諧波 。 這種方法還 適用于正旋波無刷直流電動機 。還可用作 JTAG， CCU6， 12 I/O 高阻 41 14 I/O 高阻 UART 和 SSC 片內(nèi)外設(shè)的I/O 口。 引導(dǎo)程序加載器控制 43 IR2130 三相 MOSFET 驅(qū)動電路模塊功能介紹 1．主要功能介紹 1)IR2130可直接驅(qū)動 600V高壓系統(tǒng) 2)驅(qū)動信號 10V~20V 3)開通和關(guān)斷時間 T+on／ off 675ns／ 425ns 4) 自動產(chǎn)生驅(qū)動所需死能指示欠壓和過電區(qū)時間 2． 5us 5)具有電流放大和過流保護功能 6)具有欠壓鎖定功能并能指示欠壓和過流故障狀態(tài)，輸入端具有噪聲抑制功能。 FAUI T：過流、直通短路、過壓、欠壓保護輸出端，該端提供一個故障保護的指示信號 它在芯片內(nèi)部是漏極開路輸出端，低電平有效。 47 宜選用鉭電容并且應(yīng)盡量靠近芯片。B1,B2。此次驅(qū)動電路采用 54 MAX232 串口通信芯片，將輸入的電平信號轉(zhuǎn)換成 XC866 單片機可以識別的電平信號，然后由 XC866 輸入端口輸出控制信號，通過由兩片 4081 組成的邏輯保護電路連接到 IR2130 的輸入端，最后由IR2130 的輸出端產(chǎn)生驅(qū)動信號驅(qū)動主電路 MOSFET，控制各相電流通斷，從而起到控制無刷電機換向的作用。 //INT 初始化 T01_vInit()。 // 中斷使能位，允許使能 } void main(void) { uword i。 j 0xFFFF。 //設(shè)定的下個霍爾位置信號 CCU6_MCMOUTSH = HallPatt[i]。 //定時器 T0寄存器高位字節(jié)為 00 TL1 = 0x00。 //ADC 分頁寄存器，選擇 ST0，手動保存，新頁的值為 6 ADC_CRPR1 |= 0x40。 //T13 輸入時鐘選擇 fT13=fCCU6/4 CCU6_T12PRL = 0xFF。 // 通道 CC60 捕獲 /比較寄存器，低位字節(jié) CCU6_CC60SRH = 0xFF。 //定時器 T13 的周期值 CCU6_T12DTCL = 0x08。 // 改變 PWM 值 CC6_vEnableShadowTransfer_CC6_TIMER_13()。 //使能定時器 1 中斷 TR1 = 1。 T01_vStartTmr(0)。 //讀取當前霍爾位置信號 CCU6_MCMOUTSH = HallPatt[i] | MCM_transfer。 j 0xFFFF。 // 定時器 0 溢出中斷優(yōu)先級 IP