基于直流電動(dòng)機(jī)專用控制器mc33035的控制器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)
2025-05-24 14:32本頁面
【正文】 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意 !謝謝你們 ! 。在此謹(jǐn)向溫老師致以誠 摯的謝意和崇高的敬意。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 （ 2）在實(shí)驗(yàn)中由于缺乏比較好的負(fù)載以及受實(shí)驗(yàn)條件限制，對(duì)直流無刷電機(jī)在這種方式下的轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)情況沒有經(jīng)過 實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，只是做了基本的理論分析，這也是該課題研究的后續(xù)工作。對(duì)本系統(tǒng)而言，還有以下工作需進(jìn)一步深入： （ 1）在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，為了節(jié)約時(shí)間，系統(tǒng)采用的是速度閉環(huán)結(jié)合電流截止負(fù)反饋。 直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中的許多工作還有待于進(jìn)一步完善。 設(shè)計(jì)了有位置傳感器的直流無刷電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)方案，方案中控制器的硬件電路模塊包括：速度閉環(huán)模塊、誤差放大模塊、震蕩模塊；外部信號(hào)檢測模塊，主要有：電流檢測模塊、電壓檢測模塊、位置信號(hào)檢測電路；系統(tǒng)的電源模塊和 MOSFET驅(qū)動(dòng)電路。 研究學(xué)習(xí)了直流無刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行工作原理，建立了直流無刷電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，從數(shù)學(xué)建模的角度對(duì)三相直流無刷電動(dòng)機(jī)的反電勢、電流、轉(zhuǎn)速、以及轉(zhuǎn)矩的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了討論。并結(jié)合本課題重點(diǎn)熟悉了 MC33035 在無刷電動(dòng)機(jī)控制領(lǐng)域的應(yīng)用，制作和調(diào)試了 MC33035 直流無刷電動(dòng)機(jī)控制器。 其主要工作有以下幾個(gè)方面： 研究安森美公司的直流電動(dòng)機(jī)專用控制芯片 MC33035。本章沒有考慮電機(jī)參數(shù)和負(fù)載的變化，在以后的研究中，將彌補(bǔ)這一不足。然后測量出霍爾信號(hào)的波形，針對(duì)傳統(tǒng)的上橋臂 MOSFET 驅(qū)動(dòng)波形不夠陡的問題，測量了改進(jìn)后的高端 MOSFET 驅(qū)動(dòng)波形，經(jīng)過分析表明，改進(jìn)后的 MOSFET 驅(qū)動(dòng)波形上升沿和下降沿明顯變陡，消除了抖振現(xiàn)象，速度和跟蹤效果較快。上橋臂信號(hào)與下橋臂信號(hào)如圖 4 43所示。 圖 4. 1 轉(zhuǎn)子位置信號(hào) MOSFET 驅(qū)動(dòng)信號(hào) 驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)波形如下：在驅(qū)動(dòng)電 路中采用專用高端驅(qū)動(dòng)器 IR2110 驅(qū)動(dòng) H橋電路，電壓為 15V，完全滿足 MOSFET 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的要求。電角度產(chǎn)生一個(gè)跳變。這與預(yù)期分析的霍爾位置傳感器的開關(guān)特性是一致的。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及波形分析 圖 41 是通過示波器得到的直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，從圖中可以看出，三路信號(hào)之間相位相差 120176。 在實(shí)驗(yàn)過程中同步發(fā)電機(jī)為直流無刷電機(jī)的實(shí)驗(yàn)負(fù)載。 整流模塊： D3SBA60； 逆變模塊 :由 6塊 IRF540 構(gòu)成的 H橋； 驅(qū)動(dòng)模塊： IR2110； 根據(jù)前幾章設(shè)計(jì)的硬件電路搭建的直流無刷電動(dòng)機(jī)控制器，獲得了符合要求的控制效果，并采集到部分相關(guān)的波形和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果由示波器觀察所得。控制電路通過 MC33035 使用手冊中的經(jīng)典應(yīng)用電路改裝調(diào)試，通過理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)常識(shí)，搭建了控制電路。 Q1 Q2 Q3Q4 Q5 Q6D2 D6 D 10D4D1 D3D8D5 D7 D9 D 11D 1224VABCA T 1 B T 1 C T 1A B 1 B B 1 C B 1 圖 3. 2 主功率電路 小結(jié) 本章主要介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，從局部到整體介紹了設(shè)計(jì)過程，首先講解了主功率電路的設(shè)計(jì)內(nèi)容，針對(duì)以往電路設(shè)計(jì)中存在的問題，加入了諸多改正措施 ，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。根據(jù)電路要求，電機(jī)電源為 24V,功率為 50W,屬于小功率電動(dòng)機(jī)。絕緣基極雙極型大功率晶體管（ IGBT）則是集 MOSFET 的電壓控制與雙極型大功率晶體管的大電流、低導(dǎo)通電阻 的特點(diǎn)于一體的新型復(fù)合場控器件，它還保持了高速、低開關(guān)損耗、對(duì)溫度不敏感等特點(diǎn)。首先逆變器的開關(guān)頻率很高，功率開關(guān)元件不宜采用晶閘管，而雙極型大功率晶體管雖然在大電流導(dǎo)通時(shí)其導(dǎo)通電阻很小，但卻要求較大的驅(qū)動(dòng)功率，其開關(guān)速度也要比 MOSFET、 IGBT 低。功率逆變電路采用三相全橋逆變電路 在直流無刷電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)里，開關(guān)器件一般都選用全控型器件如 GTR、 GTO、過壓欠壓檢測 控制器驅(qū)動(dòng)電路F / V 變換過流檢測霍爾信號(hào)調(diào)速 、 正反轉(zhuǎn)換向開關(guān)直流無刷電動(dòng)機(jī)積分電路堵轉(zhuǎn)檢測 20xx 級(jí) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁 共 14 頁 功率 MOSFET、 IGBT 等。 下面將具體介紹系統(tǒng)硬件的各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案以及所實(shí)現(xiàn)的主要功能。位置信號(hào)的檢測在本系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能，一是檢測轉(zhuǎn)子位置，為控制單元提供準(zhǔn)確的位置信號(hào)，實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的正確換相；此外它還起到轉(zhuǎn)速測量的作用，根據(jù)轉(zhuǎn)子每換相一次轉(zhuǎn)過固定的電角度，和電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)，系統(tǒng)利用 F/V 變換器，把轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，轉(zhuǎn)速越快，電壓越大。電流檢測環(huán)節(jié)主要是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制和過流保護(hù)，從外部檢測到的電流信號(hào)經(jīng)過采樣后，送到控制單元，控制單元根據(jù)檢測電流的大小來決定時(shí)
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