直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-08-19 07:47本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】速范圍較窄，維護(hù)量大。而直流無(wú)刷電機(jī)以電子線路代替電刷進(jìn)行換向，具有結(jié)。國(guó)內(nèi)外直流無(wú)刷電機(jī)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。接著介紹和分析了整個(gè)直流無(wú)。然后介紹了系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，并對(duì)關(guān)鍵的模。最后，對(duì)軟件系統(tǒng)的原理進(jìn)行了分析、說(shuō)明。定可靠地控制電機(jī)工作。直流無(wú)刷電機(jī)的基礎(chǔ)是有刷直流電機(jī)，直流無(wú)刷電機(jī)是。現(xiàn)在直流無(wú)刷電機(jī)在各種傳動(dòng)應(yīng)用中雖然還不是主導(dǎo)地。位，但是直流無(wú)刷電機(jī)已經(jīng)受到了很大的關(guān)注。行設(shè)備電機(jī)也在不斷地發(fā)展，人們對(duì)電機(jī)的要求也在不斷地改變。要求的轉(zhuǎn)變而不斷地迅速的增長(zhǎng)。較電平然后通過(guò)編程的方式來(lái)控制直流無(wú)刷電機(jī)的速度和啟動(dòng)停止。有刷直流電動(dòng)機(jī)從19世紀(jì)40年代出現(xiàn)以來(lái)，以其優(yōu)良的。性，限制了其在很多場(chǎng)合中的使用。電動(dòng)機(jī)的機(jī)械電刷，從而誕生了直流無(wú)刷電機(jī)的基本思想。刷電動(dòng)機(jī)發(fā)展的早期，由于當(dāng)時(shí)大功率開(kāi)關(guān)器件僅處于初級(jí)發(fā)展階段，可靠性差，
【正文】 舉電路。自舉電路由分立器件構(gòu)成的，也可以采用專門(mén)的集成模塊等高性能驅(qū)動(dòng)集成電路。 （ 3）位置傳感器 位置傳感器在 直流無(wú)刷 電動(dòng)機(jī)中起著測(cè)定轉(zhuǎn)子磁極位置的作用，為邏輯開(kāi)關(guān)電路提供正確的換相信息 。 （ 4）周邊輔助、保護(hù)電路 主要有電流采樣電路、電壓比較電路、過(guò)電流保護(hù)電路、調(diào)速信號(hào)和制動(dòng)信號(hào)等輸入電路。 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 4 章 直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及電路設(shè)計(jì) 在為直流無(wú)刷電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序的時(shí)候，要先開(kāi)啟復(fù)位電壓，然后初始化時(shí)鐘和中斷源，再打開(kāi)中斷，當(dāng)檢測(cè)到轉(zhuǎn)把的輸人電壓時(shí)，將該電壓經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后按算法計(jì)算出 PWM的占空比輸出 PWM波。隨后采樣位置傳感器產(chǎn)生霍爾信號(hào)，將該信號(hào)的狀態(tài)與電機(jī)固定的相位序列對(duì)比 [17]，判斷電機(jī)的相位是否正確。若正確，輸出波 PWM，否則，重新復(fù)位。 系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 這部分主要有四個(gè)部分驅(qū)動(dòng)控制、啟動(dòng)、中斷時(shí)間控制和電源電壓檢測(cè) [18]。 霍爾元件狀態(tài)到輸出狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是通過(guò)查表的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。直流無(wú)刷電機(jī)中的 3個(gè)霍爾元件共有 8種組合狀態(tài)，而在這 8種狀態(tài)中只有 6種狀態(tài)是有效的，且對(duì)應(yīng) 1個(gè)輸出狀態(tài)。由于這 6種狀態(tài)對(duì)應(yīng)沒(méi)有明顯的數(shù)量關(guān)系，查表就是實(shí)現(xiàn)映射最快捷的方法。要想實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，只需增加一個(gè)反轉(zhuǎn)狀態(tài)。正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)區(qū)別只是在電流換相的順序的上不同，這反映到程序中僅僅只是一點(diǎn)在查表處有區(qū)別，所以正反轉(zhuǎn)可以用同一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序。 一般來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)子位置在轉(zhuǎn)過(guò)磁場(chǎng)換相的臨界點(diǎn)時(shí)，這個(gè)時(shí)候我們認(rèn)為電流的換相速度越快越好 [17]。因?yàn)檫@樣直流無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度就會(huì)越快。所以根據(jù)這個(gè)我們就可以將霍爾信號(hào)的改變?cè)O(shè)置為中斷，這樣的話轉(zhuǎn)子在換 相的時(shí)候相應(yīng)速度就會(huì)比較快。 中斷的時(shí)間控制和定時(shí)器的時(shí)間控制差不多 [19]。定時(shí)器會(huì)在每個(gè)時(shí)間周期增加 1，并在計(jì)數(shù)滿后復(fù)位到 00h然后又重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)。若想控制定時(shí)器定時(shí)，則將中斷程序里面的定時(shí)器重新置數(shù)，此時(shí)，定時(shí)器便會(huì)從這個(gè)數(shù)開(kāi)始計(jì)數(shù)直到溢出。須注意對(duì)有的定時(shí)器計(jì)數(shù)值寄存器寫(xiě)的時(shí)候，會(huì)把預(yù)分頻值清除，因此必須在寫(xiě)計(jì)數(shù)值的同時(shí)重新寫(xiě)預(yù)分頻值控制字。 有關(guān)電壓檢測(cè)的相關(guān)程序也是在主程序的里面，檢測(cè)的電源電壓的值必須要根據(jù)其負(fù)載情況來(lái)判斷 [18]，因?yàn)殡娫吹碾妷悍浅Ｈ菀资艿截?fù)載的影響 。 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 軟件流程圖 本系統(tǒng)主要流程是先通過(guò)采集直流無(wú)刷電機(jī)里面的霍爾信號(hào)，然后根據(jù)霍爾傳感器的信號(hào)判斷電機(jī)里面轉(zhuǎn)子的位置，然后輸出特定的信號(hào)通過(guò)控制電路來(lái)控制開(kāi)關(guān)電路的輸出信號(hào)，這樣就會(huì)使直流無(wú)刷電機(jī)工作起來(lái)，其軟件編程過(guò)程如下圖所示。 圖 51 軟件流程圖 我們?cè)趩纹瑱C(jī)采集霍爾信號(hào)之前必須要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作，所以我們?cè)诰幊痰倪^(guò)程中要注意這個(gè)初始化的過(guò)程。 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 直流無(wú)刷電機(jī)的電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)主要采用 DSPIC30F2020 芯片為核心芯片，通過(guò)其周邊的各種電路來(lái)達(dá)到控制直流無(wú)刷電機(jī)的目的。 開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì) 開(kāi)關(guān)電路是采用六個(gè) IRF540N 晶體管來(lái)控制 M M M3 信號(hào)的輸出，其主要是通過(guò) QW 信號(hào)來(lái)控制 IRF540N 的通斷達(dá)到輸出的目的 [13]。 圖 41 開(kāi)關(guān)電路 保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 這個(gè)保護(hù)電路主要采用 MCP6544和 MCP6002二個(gè)芯片為主要芯片，這個(gè)電武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 路的主要目的是為了保護(hù) INF540N不會(huì)因?yàn)殡娏鬟^(guò)大導(dǎo)致其燒毀。其主要原理是通過(guò)比較參考電壓和電流采樣的對(duì)比結(jié)果。將最大的電流設(shè)定在可控的范圍內(nèi)，最大限度的保護(hù)了電流。 圖 42 MCP6544示意圖 圖 43 保護(hù)電路圖 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路主要由三個(gè) IR2130s芯片構(gòu)成。其周邊電路如下圖所示，其主要工作原理是 PWM1H輸入高電平那么 QW1就會(huì)輸出高電平， PWM1L輸入低電平那么 QW2就會(huì)輸出低電平 [14]，通過(guò)由此來(lái)控制開(kāi)關(guān)電路不同組合的開(kāi)啟來(lái)達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的效果。 圖 44 驅(qū)動(dòng)電路圖 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 反饋電路的設(shè)計(jì) 本反饋電路主要是采集直流無(wú)刷電機(jī)的霍爾傳感器的信號(hào)，其主要目的是將采集來(lái)的霍爾傳感器的信號(hào)反饋到 DSPIC30F2020芯片里面 [15]。 圖 45 反饋電路 電源電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的電源電路主要是采用 MC7815和 MC7805二個(gè)芯片，將 24v的電壓降到 15v和 5v。其中 MC7815的輸入電壓是 24v輸出電壓是 15v，而 MC7805的輸入電壓是 15v輸出電壓電壓是 5v，這樣就會(huì)得到本系統(tǒng)所需的三種電壓。 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 參考文獻(xiàn) [1] 王益全 .電動(dòng)機(jī)原理與實(shí)用技術(shù) [M].北京 :科學(xué)出版社 ,2020. [2] 譚建成 .電機(jī)專用控制燕成電路 [M].北京機(jī)械工業(yè)出版社 ,1997. [3] 李鐘明 ,劉衛(wèi)國(guó) .稀土永磁電機(jī)第一版 [M].北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 ,1999. [4] 張深 .直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)原理與其應(yīng)用 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,1996. [5] 盧靜 ,陳非凡 ,張高飛等 .基于單片機(jī)的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]. 北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) ,2020. [6] 梁正峰 ,王磊 .電動(dòng)自行車用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研究 [M].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化 ,2020. [7] 顧繩古 .電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. [8] 黃俊 ,王兆安 .電力電子變流技 術(shù) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020. [9] 余永權(quán) ,汪明慧 ,黃英 .單片機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社 ,2020. [10] 張琛 .直流無(wú)刷電機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京機(jī)械工業(yè)出版社 ,1996. [11] 李志民 ,張遇杰 .同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) [M].北京機(jī)械工業(yè)出版社 ,1995. [12] 張琛 .直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的原理及應(yīng)用 [M].北京機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020.
醫(yī)療健康相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1