【導(dǎo)讀】學(xué)院機電工程與自動化學(xué)院。專業(yè)電氣工程及其自動化。2．2無刷直流電動機與永磁同步電動機的比較............11. 3．2．1無刷直流電動機控制系統(tǒng)原理................23. 3．3．1三相無刷直流電動機的主電路................32. 3．3．2無刷直流電動機轉(zhuǎn)子位置信號的檢測..........34. 4．1XC866英飛凌8位單片機功能了解功能介紹..........41. 4．2IR2130三相MOSFET驅(qū)動電路模塊功能介紹.........46. 本文主要對無刷直流電動機的基本原理與驅(qū)動控制方式作了一。對于無刷直流電機的基本原理，本文通過將永磁無刷直流電。的優(yōu)勢以及相對普通同步直流電機所具有的技術(shù)創(chuàng)新；對于無刷直流。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。出了總體設(shè)計的電路圖。最后本文給出了無刷直流電機的控制程序以

　　

【正文】 ． ITRIP信號．在主回路里由一個電流傳感器產(chǎn)生 (例如電流變壓器 ) CAO：為電流放大器輸出端．正邏輯輸出．幅值 Vss一 5V。 Vin： ．在過流時關(guān)閉前端信號輸八 Vss 為電源地 Vso： 為驅(qū)動地 L0l L02 L03：為三路低側(cè)輸出 Vb1 Vb2 Vb3：為三路高側(cè)電源端 Ho1 Vo1 Ho2 Vo2 Ho3 Vo3： 為三路高側(cè)輸出端 MAX232 串口通信芯片功能介紹 MAX232是 MAXIM 公司生產(chǎn)的低功耗、單電源雙 RS232發(fā)送／接收器， MAX232芯片內(nèi)部含有一個電容性電壓發(fā)生器，可把輸入的 +5V 電源變換成為 RS232所需的土 10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通訊系統(tǒng)只要單一的 +5V 電源即可。 MAX232的引腳 T2IN接發(fā)送端 TXD， R2OUT 接串行口接收端 RXD，T20UT接 PC 機的 RXD 端， R2IN 接 PC 機的 TXD端， PC機的 GND與 MAX232的 GND端直接相連。因為 MAX232具有驅(qū)動能力，所以不需要外加驅(qū)動電路。 MAX232外圍需要四個電容 C C C C是內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需電容。其取值均為 1uF。 47 宜選用鉭電容并且應(yīng)盡量靠近芯片。 C5為 1uF的去耦電容 采用 MAX232接口的引腳配置與典型工作電路如圖 43所示 圖 43 MAX232引腳配置與典型工作電路 TLE4266 電源穩(wěn)壓芯片功能介紹 特點 1 輸出電壓誤差 ????2 %?2 非常低的電流損耗 3 低電壓降 4 溫度過熱保護 5 反級校驗 6 適應(yīng)溫度范圍寬 7 適合運用于自動電子器件 元件圖樣如圖 44所示 圖 44 TLE4266引腳圖 48 引腳作 用 引腳 符號 功能 1 V1 輸入電壓； 2 Inh 禁止 3 VQ 輸出電壓 4 GND 接地 電路描述如圖 45所示 圖 45 TLE4266內(nèi)部結(jié)構(gòu) 控制線路設(shè)計 電源電路的設(shè)計 電源電路使用芯片 TLE4266，其電路如圖 46 所示 49 圖 46 電源電路圖 其中 電容 C1 C1 C1 C18起穩(wěn)壓作用，消除振蕩和外界干擾， LED燈檢驗有無輸出電壓， R12限制流過 LED燈的電流。R10,R11起分壓作用，使 Inh端承受一定電壓。 MCU 外圍電路設(shè)計 設(shè)計 MCU外圍電路如圖 47 所示 50 圖 47 MCU外圍電路圖 RESET端口電路為一個復(fù)位電路，電容 C6,C7并聯(lián)，起消除振蕩和外界干擾的作用， SW_PB為復(fù)位開關(guān)，當 SW_PB打開時， RESET通過電阻 R3,R4承受電壓 VCC，為高電平， XC866保持復(fù)位，當 SW_PB閉合時，VCC通過 R3直接與地連接， RESET通過 R4接地，為低電平， XC866停止復(fù)位。 VDDP,VSSC,VSSP,VAREF,VAGND均為直接接地或電源，電容 C3，C4， C5均起抵抗外界干擾和穩(wěn)壓的作用。 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。 邏輯保護電路設(shè)計 圖 48 邏輯保護電路 邏輯保護電路圖如圖 48 所示， C19,C20 兩電容起濾波穩(wěn)壓，抵抗外界干擾的作用， R19~R24 限制電流，防止電流過大。A1,A2。B1,B2。C1,C2 端口為邏輯與 非 的關(guān)系，當出現(xiàn)過流、直通短路、過壓、欠壓等情況時， Fault 置零， G1~G6 端輸入型號被阻斷，起到邏輯保護的作用。 52 逆變器驅(qū)動電路設(shè)計 圖 49 逆變器驅(qū)動電路 逆變器驅(qū)動電路 如圖 49 所示 ，此電路中 采用芯片 IR2130， 圖中各電容均起濾波穩(wěn)壓的作用，二極管 D6,D7,D8 限制電流單向流動，電阻 R32~R37 起限流作用。 R1~R3,L1~L3 端輸入低電平有效的驅(qū)動信號， HO1～ HO LO1～ LO3 輸出驅(qū)動信號。 ITRIP 為過流信號檢測輸入端， VSS端接地，檢測元件測得電流通過電阻 R30連接到 ITRIP端，檢測電流是否正常。 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。 R38 內(nèi)流過繞組電流，兩端產(chǎn)生電勢差，此電勢差通過電阻回饋到 IR2130 的 ITRIP 端，起到檢測是否過流的作用。 總體設(shè)計 此次設(shè)計的電源采用 12V直流電源，通過 TLE4266 電源穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后作為電路中各個芯片的輸入電壓端。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。 總 電路圖 將前述的 各種電路根據(jù)一定邏輯關(guān)系連接起來，便組成了最終的總電路圖，其電路圖 見附錄（ 1）。 55 第五章 無刷直流電機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 5． 1 控制程序設(shè)計 MAIN 程序段： include //調(diào)用頭文件 ifdef forward code unsigned char HallPatt[] = { 000, 015, 023, 031, 046, 054, 062}。 // 霍爾信號的六個狀態(tài) code unsigned char OutputPatt[] = {0x00, 0x06, 0x21, 0x24, 0x18, 0x12, 0x09}。 //由霍爾信號轉(zhuǎn)換來的六個控制信號 else code unsigned char HallPatt[] = { 000, 013, 026, 032, 045, 051, 064}。 code unsigned char OutputPatt[] = {0x00, 0x09, 0x12, 0x18, 0x24, 0x21, 0x06}。 void MAIN_vInit(void) { IO_vInit()。 //IO 初始化 INT_vInit()。 //INT 初始化 T01_vInit()。 //T01 初始化 ADC_vInit()。 //ADC 初始化 CC6_vInit()。 //CC6 初始化 IP = 0x02。 // 定時器 0 溢出中斷優(yōu)先級 IPH = 0x02。 // 定時器 0 溢出中斷優(yōu)先級 56 IP1 = 0x00。 // 中斷優(yōu)先級寄存器 1 控制字 IPH1 = 0x00。 //中斷優(yōu)先級寄存器 1，高位字節(jié)控制字 EA = 1。 // 中斷使能位，允許使能 } void main(void) { uword i。 uword j。 //定義兩個變量 MAIN_vInit()。 //調(diào)用前面的初始化 define MCM_transfer 0x80 //定義全局變量 for (j = 0。 j 0xFFFF。 j++)。 CCU6_MCMOUTSL = 0x15 | MCM_transfer。 //輸出第一個霍爾位置信號 for (j = 0。 j 0xFFFF。 j++)。 i = (P2_DATA amp。 0x7)。 //讀取當前霍爾位置信號 CCU6_MCMOUTSH = HallPatt[i] | MCM_transfer。 // 換向 CCU6_MCMOUTSL = OutputPatt[i] | MCM_transfer。 // 寫入下個控制序列 i=HallPatt[i]amp。 0x07。 //設(shè)定的下個霍爾位置信號 CCU6_MCMOUTSH = HallPatt[i]。 //讀取下個霍爾位置信號 CCU6_MCMOUTSL = OutputPatt[i]。 // 讀入下個控制序列 T01_vLoadTmrH(0,0xE0)。 57 T01_vLoadTmrL(0,0)。 T01_vStartTmr(0)。 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。 //TMOD：定時器模式寄存器 TMOD = 0x11 選用 16位定時器 TL0 = 0x00。 //定時器 T0寄存器低位字節(jié)為 00 TH0 = 0x00。 //定時器 T0寄存器高位字節(jié)為 00 TL1 = 0x00。 //定時器 T1寄存器低位字節(jié)為 00 TH1 = 0x00。 //定時器 T1寄存器高位字節(jié)為 00 ET0 = 1。 //使能定時器 0 中斷 ET1 = 1。 //使能定時器 1 中斷 TR1 = 1。 //使定時器 1 運行 } void T01_viTmr0(void) interrupt T0INT //T0 中斷 { 58 T01_vStopTmr(0)。 } void T01_viTmr1(void) interrupt T1INT //T1 中斷 { uword result = 0。 ADC_PAGE = 0x06。 //ADC 分頁寄存器，選擇 ST0，手動保存，新頁的值為 6 ADC_CRPR1 |= 0x40。 while(ADC_ubBusy())。 // 等待 ADC 轉(zhuǎn)換 result = ADC_uwGetResultData2()。 //取ADC 采樣的電壓 CC6_vLoadChannelShadowRegister_CC6_CHANNEL_3(result)。 // 改變 PWM 值 CC6_vEnableShadowTransfer_CC6_TIMER_13()。 } CC6 程序段： include void CC6_vInit(void) { SFR_PAGE(_cc1, noSST)。 //轉(zhuǎn)換到通道 1 CCU6_TCTR0L = 0x07。 //T12 輸入時鐘選擇 fT12=fCCU6/128 CCU6_TCTR0H = 0x02。 //T13 輸入時鐘選擇 fT13=fCCU6/4 CCU6_T12PRL = 0xFF。 // 定時器 T12 的周期值 59 CCU6_T12PRH = 0xFF。 //定時期 T12 的周期值 CCU6_T13PRL = 0x30。 //定時器 T13 的周期值 CCU6_T13PRH = 0x04。 //定時器 T13 的周期值 CCU6_T12DTCL = 0x08。 //死 區(qū)時間 CCU6_T12DTCH = 0x00。 //禁止產(chǎn)生死區(qū)時間，計數(shù)器的值為 0 SFR_PAGE(_cc0, noSST)。 //轉(zhuǎn)換到通道 0 CCU6_CC60SRL = 0xFF。 // 通道 CC60 捕獲 /比較寄存器，低位字節(jié) CCU6_CC60SRH = 0xFF。 // 通道