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-文庫吧資料
2025-05-29 14:32本頁面
【正文】 序信號(hào)的輸出與否，當(dāng)出現(xiàn)過流故障時(shí)，時(shí)序電路 會(huì)停止輸出控制信號(hào)，電機(jī)停轉(zhuǎn)。根據(jù)外部檢測(cè)到的電機(jī)的位置信號(hào)以及電機(jī)所處的運(yùn)行狀態(tài)來改變控制器輸出的控制信號(hào)從而調(diào)整電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 ()()()() 20xx 級(jí) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 8 頁 共 14 頁 圖 3. 1 系統(tǒng)框圖 圖 描述了硬件系統(tǒng)各部分之間的關(guān)聯(lián)，圖中箭頭表示能量、控制或 檢測(cè)信號(hào)的傳送方向。 3 直流無刷電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì) 直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng)主要由電源電路、給定電路、電壓和電流檢測(cè)電路、功率管驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路、直流無刷電機(jī)位置信號(hào)檢測(cè)環(huán)節(jié)以及控制電路和其外圍電路組成。 在三相半控電路中，其轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)在 TM 到 TM/2 之間，這 是直流無刷電動(dòng)機(jī)不利的一面。當(dāng)然，其大小同主回路的接法以及功率晶體管的換相方式 有關(guān)。所以對(duì)外加電壓而言，感生電動(dòng)勢(shì)波形如圖 。當(dāng) 0r =0 度 時(shí)，可以求得輸出轉(zhuǎn)矩的平均值 ： 電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)后，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就要切割定子繞組，在各相繞組上感生出電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)其轉(zhuǎn)速 n不變時(shí)，該電動(dòng)勢(shì)波形也是正弦波，相位同轉(zhuǎn)矩相位一致。當(dāng) 0r 大于等于 30 度后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的瞬時(shí)值將出現(xiàn)負(fù)值，則總輸出轉(zhuǎn)矩的平均值更小。 20xx 級(jí) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁 共 14 頁 圖 2. 8 三相直流無刷電動(dòng)機(jī)半控橋轉(zhuǎn)矩 如若晶體管的導(dǎo)通時(shí)間提前或滯后，則均將導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)值增加，平均值減小。習(xí)慣上把這一點(diǎn)選作晶體管開始導(dǎo)通的基準(zhǔn)點(diǎn)，定為 0r 。因?yàn)樵谶@種情況下，繞組通電 120 度的時(shí)間里，載流導(dǎo)體正好處在比較強(qiáng)的氣隙磁場(chǎng)中。該電流和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)作用所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也只是正弦轉(zhuǎn)矩曲線上相當(dāng)于 1/3 周期的一段，且這一段曲線與繞組開始通電時(shí)的轉(zhuǎn)子相對(duì)位置有關(guān)。 圖 2. 7 在恒定電流下的單相轉(zhuǎn)矩 它對(duì)外負(fù)載講，所得的電動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)矩為零。這樣，如果定子某一相繞組中通一持續(xù)的直流電流，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為TM=ZDLBMrIsinθ 式中， ZD—— 每相繞組的有效導(dǎo)體數(shù)； L— — 繞組中導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，即磁鋼長(zhǎng)度； r—— 電動(dòng)機(jī)中氣隙半徑； I—— 繞組相電流。 （ 5）位置傳感器等控制電路的功耗忽略不計(jì)。 （ 3）控制電路在開關(guān)狀態(tài)下工作，功率晶體管壓降 為恒值。一般工程應(yīng)用中均作如下假定： （ 1）電動(dòng)機(jī)的氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度沿氣隙按正弦分布。圖 示出了各相繞組的導(dǎo)通順序的示意圖。圖 a）為第一種狀態(tài)， F0為繞組 AA’通電后所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)。這種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在 360 度電角度范圍內(nèi)有三種磁狀態(tài)，每種磁狀態(tài)持續(xù) 120 度電角度。 這樣，隨著位置傳感器 轉(zhuǎn)子扇形片的轉(zhuǎn)動(dòng)，定子繞組在位置傳感器 VP VP VP3的控制下，便一相一相地依次饋電，實(shí)現(xiàn)了各相繞組電流的換相。當(dāng)轉(zhuǎn)子磁極轉(zhuǎn)到圖 b）所示的位置時(shí)，直接裝在轉(zhuǎn)子軸上的旋轉(zhuǎn)遮光板亦跟著同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并遮住 VP1而使 VP2 受光照射，從而使晶體管 V1截至，晶體管 V2導(dǎo)通，電流從繞組 AA’斷開而流入繞組 BB’，使得轉(zhuǎn)子磁極繼續(xù)朝箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)。 a b c d 圖 2. 4 三相直流無刷電動(dòng)機(jī) 20xx 級(jí) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 4 頁 共 14 頁 圖 2. 5 開關(guān)順序及定子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)示意圖 圖 所示的轉(zhuǎn)子位置和圖 ）所示的位置相對(duì)應(yīng)。 在圖 中，三只光電器件 VP VP2 和 VP3 的安裝位置各相差 120 度，均勻分布在電動(dòng)機(jī)一端。圖 為三相直流無刷電動(dòng)機(jī)半控橋電路原理圖。所以，直流無刷電動(dòng)機(jī)除了由定子和轉(zhuǎn)子組成電動(dòng)機(jī)的本體以外，還要由位置傳感器、控制電路以及功率邏輯開關(guān)共同構(gòu)成換向裝置，使得直流無刷電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中定子 繞組所產(chǎn)生的磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的永磁磁場(chǎng)，在空間始終保持在 ? ?rad2/? 左右的電角度。直流無刷電動(dòng)機(jī)為了實(shí)現(xiàn)電刷換向，首先要求把一般直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組放在定子上，把永磁磁鋼放在轉(zhuǎn)子上，這與傳統(tǒng)直流永磁電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)剛好相反。其電樞繞組通電后產(chǎn)生反映磁場(chǎng)。處理好的控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)電子換相開關(guān)工作，一般而言，電子換相開關(guān)是由 IPM 模塊或者 IGBT、 MOSFET等構(gòu)成的。而各相繞組通電順序和時(shí)間主要取決于來自位置傳感器的信號(hào)。 20xx 級(jí) 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁 共 14 頁 直流無刷電動(dòng)機(jī)的電子換相開關(guān)用來控制電動(dòng)機(jī)定子上各相繞組通電的順序和時(shí)間，主要由功率邏輯開關(guān)單元和位置傳感器信號(hào)處理單元兩部分組成。諧振式位置傳感器是指當(dāng)達(dá)到諧振條件時(shí)，輸出最大控制信號(hào)控制電樞繞組的導(dǎo)通。常用光敏元件作為 敏感元件如光電二極管、光電三極管和磁敏三極管等。 位置傳感器的分類 按位置傳感器按
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