【正文】 電子換向的直流電機發(fā)展到泛指一切具有有刷直流電機外部特性的電子換向電機。為此，早在 1917 年， Boiiger就提出了用整流管代替有刷直流 電機的機械電刷，從而誕生了無刷直流電機的基本思想。 國內(nèi)外研究進展與現(xiàn)狀 有刷直流電機以其優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性在運動控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。已在航模、醫(yī)療器械、家用電器、電動車等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并在深圳、長沙、上海等地形成初具規(guī)模產(chǎn)業(yè)鏈。 無刷直流電機的發(fā)展 無刷直流電機因為具有直流有刷電機的特性 ,同時也是頻率變化的裝置 ,所以又名直流變頻 ,國際通用名詞為 ,低速轉(zhuǎn)矩 ,轉(zhuǎn)速精度等都比任何控制技術(shù)的變頻器還要好 ,所以值得業(yè)界關(guān)注 .本產(chǎn)品已經(jīng)生產(chǎn)超 過 55kW,可設(shè)計到 400kW,可以解決產(chǎn)業(yè)界節(jié)電與高性能驅(qū)動的需求。設(shè)計一款 PWM 無刷直流電機控制器具有較高的實用價值。對無刷直流電動機的控制有很多種控制方法。controller。 關(guān)鍵詞 ：無刷直流電機；控制器；脈寬調(diào)制 II Design of Brushless DC Motor ControllerSoftware Part Abstract This design adopts the ATmega128 to achieve control of the brushless dc motor. The speed and torque control part adopts closedloop control. The whole system is mainly posed of current detecting circuit, speed and position detection circuit, power driving circuit and over current protection circuit. The design is not only to achieve positive and reverse rotation of the motor at normal speed, but also under special circumstances. It could be done to stop the operation of motor. Because of brushless dc motor is dc motor of the characteristics, drive and frequency variation device at the same time. As known as direct current frequency conversion, brushless dc motor operation is efficiency, low speed torque, rotational speed precision and so on. The brushless dc motor based on automatic control type to perform, so not like frequency control of motor speed synchronous motor overload start under plus startup winding on the rotor, also won39。多年來業(yè)界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，稀土永磁無刷直流電動機必將以其脈寬調(diào)速﹑小體積﹑高效率和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小等特點在調(diào)速領(lǐng)域顯現(xiàn)優(yōu)勢。該設(shè)計不僅要實現(xiàn)正、反向旋轉(zhuǎn)時電機的正常調(diào)速，而且要在特殊情況下實現(xiàn)對電機的急停操作。 本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 題目 ： 無刷直流電機控制器設(shè)計 — 軟件部分 院 （系）： 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 090414 學(xué) 生： 劉 文 濤 學(xué) 號： 090414112 指導(dǎo) 教師： 吳 杰 2020 年 6 月 I 無刷直流電機控制器設(shè)計 軟件部分 摘 要 本設(shè)計采用 ATmega128 實現(xiàn)對無刷直流電機的控制，其中速度和轉(zhuǎn)矩控制環(huán)境部分都采用閉環(huán)控制。整個系統(tǒng)主要由電流檢測電路、轉(zhuǎn)速和位置檢測電路、功率驅(qū)動電路、過電流保護電路構(gòu)成。無刷直流電機因為具有直流有刷電機的特性，同時驅(qū)動器也是頻率變化的裝置，所以又名直流變頻，無刷直流電機的運轉(zhuǎn)效率， 低速轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速精度等都比任何控制技術(shù)的變頻器還要好，由于無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會象變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步?？梢越鉀Q產(chǎn)業(yè)界節(jié)點與高性能驅(qū)動的需求。t generate oscillation and step out when load mutation. For years the industry on the research of the asynchronous motor frequency control of motor speed, in the final analysis is looking for a way to control the asynchronous motor torque. Brushless dc motor is bound to its wide speed range, small volume, high efficiency, steady speed and small error characteristics appeared in the field of speed advantages. It can meet the requirements of industry nodes with high performance drive. Key Words: brushless dc motor。 pulse width modulation III 目 錄 摘 要 .............................................. I Abstract ........................................... II 目 錄 ............................................ III 1 緒 論 ............................................ 1 課題研究背景 ................................................. 1 課題研究現(xiàn)狀 ................................................. 1 無刷直流電機的發(fā)展 ..................................... 1 國內(nèi)外研究進展與現(xiàn)狀 ................................... 1 課題來源 ..................................................... 2 研究的應(yīng)用價值 ............................................... 2 課題的設(shè)計思想 ......................................... 3 課題研究的內(nèi)容 ......................................... 3 研究論文的章節(jié)安排 ..................................... 3 2 無刷直流電機控制器的工作原理與總體設(shè)計 ............... 4 無刷直流電機的工作原理 ....................................... 4 無刷直流電機的工作方式的選擇 ................................. 5 無刷直流電機在三三導(dǎo)通方式下的工作原理 ................. 5 無刷直流電機在兩兩導(dǎo)通方式下的工作 .................... 10 無刷直流電機控制器原理 ...................................... 16 無刷直流電機軟件設(shè)計 ........................................ 16 3 無刷直流電機控制器的硬件設(shè)計 ....................... 18 微控制器模塊的設(shè)計 .......................................... 18 鍵盤和顯示電路 .............................................. 20 4 無刷直流電機控制器的軟件設(shè)計 ....................... 21 IV 軟件編程方法 ................................................ 21 無刷直流電機控制器的整體軟件結(jié)構(gòu) ............................ 22 無刷直流電機控制器主層模塊的軟件設(shè)計 ........................ 23 初始化模塊 ............................................ 23 管理模塊 .............................................. 23 維護更新模塊 .......................................... 25 5 總 結(jié) ......................................... 38 5工作總結(jié) ...................................................... 38 結(jié)束語 ............................................. 39 畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 ......................... 42 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 ........................... 43 附錄 A 程序 ....................................... 44 附錄 B 外文翻譯 ................................... 54 1 緒 論 1 1 緒 論 無刷直流電動機作為一種常見的執(zhí)行機構(gòu)在工業(yè)系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。其中， PWM 控制方法在工業(yè)現(xiàn)場中以其穩(wěn)定性高，動態(tài)性能好 而被廣泛應(yīng)用。 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，稀土永磁無刷直流電動機必將以其寬調(diào)速、小體積、高效率和穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速誤差小等特點在調(diào)速領(lǐng)域顯現(xiàn)優(yōu)勢。 無刷電機在我國的發(fā)展時間較短 ,便隨著技術(shù)的日益成熟與完善得到了迅猛發(fā)展。如深圳偉業(yè)電機等一批專業(yè)廠商，在技術(shù)上不斷推進行業(yè)發(fā)展。但是，機械電刷卻是有刷直流電機的一個致命的弱點。 1955 年，美國 D． Harrison 等人首次申請了用晶體管換向線路代替有刷直流電機機械電刷的專利，標志著現(xiàn)代無刷電機的誕生。刷直流電機的發(fā)展亦使得電機理論與大功率開關(guān)器件、模擬和數(shù)字專用集成電路、微處理技術(shù)、現(xiàn)代控制理論以及高性能材料的結(jié)合更加緊密。 無刷直流電機真正進入實用階段應(yīng)從 1978 年開始，當時原西德西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2 MANNESMANN 公司的 Indramat 分部 在漢諾威貿(mào)易博覽會上，正式推出 MAC經(jīng)典無刷直流電機及其驅(qū)動器。 無刷直流電機在近 10 年里得到迅速推廣應(yīng)用的另一個原因，是由于電力電子技術(shù)和集成控制技術(shù)高速發(fā)展的結(jié)果，性能優(yōu)良、價格低廉的電子元器件為制造無刷直流電機創(chuàng)造了基本條件。 我國無刷電機的研制工作始于 70 年代初期，主要集中在一些科研院所和高等院校。 直流電機具有響應(yīng)快速、較大的起動轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能，但直流電機的優(yōu)點也正是它的缺點，因為直流電機要產(chǎn)生額定負載下恒定轉(zhuǎn)矩的性能，則電樞磁場與轉(zhuǎn)子磁場須恒維持 90176。碳刷及整流子在電機轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生火花、碳粉因此除了會造成組件損壞之外，使用場合也受到限制。現(xiàn)今半導(dǎo)體發(fā)展迅速功率組件切換頻率加快許多，提升驅(qū)動電機的性能。無刷直流電機的發(fā)展空間得到進一步的提升。總的來說，無刷直流電機可以分為以下三種主要用途：持續(xù)負載應(yīng)用 ：主要是需要一定轉(zhuǎn)速但是對轉(zhuǎn)速精度要求不高的領(lǐng)域，比如風(fēng)扇、抽水機、吹風(fēng)機等一類的應(yīng)用，這類應(yīng)用成本較低且多為開環(huán)控制。如家用電器具中的、甩干機和壓縮機就是很好的例子，汽車