【正文】 步電動機進行變頻調(diào)速時，如頻率下降，則降低。而在電源一側(cè)，電源電壓的平衡方程式為 （）加在電機繞組端的電源電壓，一部分產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，另一部分消耗在阻抗（線圈電阻和漏電感）上。~360176。~300176。~240176。~180176。~120176。~60176。 180176。線電壓，的波形如圖（c）所示，可以看出，它們的幅值為U，三者之間互差120176。導(dǎo)通型三相逆變器的控制規(guī)律如圖（b）所示，其中深色部分表示逆變管導(dǎo)通。 三相逆變橋的電路簡圖如上圖所示，控制逆變管的導(dǎo)通和關(guān)斷可以把直流電逆變成矩形波三相交流電，圖中R、Y、B為逆變橋的輸出。58西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)2 無刷直流電機控制器的工作原理與總體設(shè)計經(jīng)過對課題工程背景的研究，設(shè)計需要從控制對象的角度尋找設(shè)計的切入點，本章從無刷直流電機的原理分析，從而得出無刷直流電機控制器的總體設(shè)計思想框架。第五章：無刷直流電機控制器的調(diào)試介紹了實驗室調(diào)試。無刷直流電機控制器的設(shè)計，本論文的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排如下：第一章：緒論主要介紹了無刷直流電機的背景、現(xiàn)狀及課題來源，闡述了課題研究的應(yīng)用價值，并對本系統(tǒng)設(shè)計的目的和內(nèi)容做了論述；第二章：無刷直流電機工作原理與總體設(shè)計簡要介紹了無刷直流的機械和電器系統(tǒng)的組成；第三章：無刷直流電機控制器的硬件設(shè)計確定了設(shè)計系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理方法，并詳細介紹了系統(tǒng)正常運行和故障處理的各個模塊的器件選擇與原理設(shè)計。無刷直流電機控制器的設(shè)計基本要求是能夠?qū)崿F(xiàn)對電機的調(diào)速，控制電機的正反轉(zhuǎn)和急停，通過液晶顯示電機轉(zhuǎn)速和功率信息，用霍爾傳感器采集轉(zhuǎn)子的位置信息。過程控制、機械控制和運輸控制等很多都屬于這類應(yīng)用。定位應(yīng)用：大多數(shù)工業(yè)控制和自動控制方面的應(yīng)用屬于這個類別，這類應(yīng)用中往往會完成能量的輸送，所以對轉(zhuǎn)速的動態(tài)響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩有特別的要求，對控制器的要求也較高?？勺冐撦d應(yīng)用：主要是轉(zhuǎn)速需要在某個范圍內(nèi)變化的應(yīng)用，對電機轉(zhuǎn)速特性和動態(tài)響應(yīng)時間特性有更高的需求。無刷直流電機的應(yīng)用十分廣泛，如汽車、工具、工業(yè)工控、自動化以及航空航天等等。微處理機速度亦越來越快，可實現(xiàn)將交流電機控制置于一旋轉(zhuǎn)的兩軸直交坐標(biāo)系統(tǒng)中，適當(dāng)控制交流電機在兩軸電流分量，達到類似直流電機控制并有與直流電機相當(dāng)?shù)男阅堋＝涣麟姍C沒有碳刷及整流子，免維護、堅固、應(yīng)用廣，但特性上若要達到相當(dāng)于直流電機的性能須用復(fù)雜控制技術(shù)才能達到。這就要藉由碳刷及整流子。經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前我國已有幾種系列產(chǎn)品生產(chǎn)，如ST系列，IFTS系列，ASM系列，但仍沒有制定出國家標(biāo)準(zhǔn)，限于我國元器件水平及相關(guān)理論與實踐相結(jié)合的程度還比較低，尤其是制造工藝和加工設(shè)備較國際水準(zhǔn)差距較大，所以目前我國無刷電機綜合水平仍低于國際水平，大約相當(dāng)于國外70年代末80年代初的水準(zhǔn)，有待進一步研究和開發(fā)。80年代初期，電機本體與換向驅(qū)動電路的價格比大約為1：10，而當(dāng)今已降至1：1～3，這就為大量推廣應(yīng)用創(chuàng)造了先決條件。80年代在國際上開展了深入的研究，先后研制成方波無刷電機和正弦波無刷直流電機，在10多年的時間里，無刷直流電機在國際上已得到較為充分的發(fā)展，在一些較為發(fā)達的國家里，無 刷直流電機將在未來的幾年中成為主導(dǎo)電機，并逐步取代其它類型的電機。如今無刷直流電機集特種電機、變速機構(gòu)、檢測元件、控制軟件與硬件于一體，形成為新一代電動伺服系統(tǒng)，且體覡著當(dāng)今應(yīng)用科學(xué)的許多最新成果，因此是機電一體化的高技術(shù)產(chǎn)物。近40年來，由于電機本體及其相關(guān)學(xué)科的迅猛發(fā)展，“無刷直流電機”的概念已由最初的具有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。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,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,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Design of Brushless DC Motor ControllerSoftware PartAbstractThis 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 2013年 6月 　　　　　　　　　　　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目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 III1 緒 論 1 1 1 1 1 2 2 3 3 32 無刷直流電機控制器的工作原理與總體設(shè)計 4 4 5 5 10 16 163 無刷直流電機控制器的硬件設(shè)計 18 18 204 無刷直流電機控制器的軟件設(shè)計 21 21 22 23 23 23 255 總 結(jié) 385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 54IV西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)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(biāo)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(dāng)時原西德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?，F(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?？偟膩碚f，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，汽車工業(yè)領(lǐng)域中的油泵控制、電控制器、發(fā)動機控制等，這類應(yīng)用的系統(tǒng)成本相對更高些。測速時可能會用上光電和一些同步設(shè)備。無刷直流電機在生活和工業(yè)系統(tǒng)中扮演著重要角色，因此設(shè)計一款無刷直流電機控制器是非常有必要的。學(xué)習(xí)無刷直流電機的工作原理，實現(xiàn)對無刷直流電機電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)矩的控制，并反饋回電機實時的轉(zhuǎn)速信息，設(shè)計系統(tǒng)的保護電路。第四章：無刷直流電機控制器系統(tǒng)的軟件設(shè)計簡要介紹了軟件編程方法，在設(shè)計系統(tǒng)的軟件總體流程設(shè)計下對設(shè)計各個子模塊的設(shè)計流程做了詳細介紹，介紹了在軟件中對各種故障處理的控制算法，最后對ATmega128的集成編譯環(huán)境做了簡要說明。第六章：結(jié)論對整個設(shè)計系統(tǒng)進行總結(jié)，指出設(shè)計系統(tǒng)的成功之處，同時從工業(yè)產(chǎn)品的角度，對整個設(shè)計中的不足之處和有待改進之處進行論述。三相六磁極無刷直流電機模型如圖21所示： 無刷直流電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖由上圖可知無刷直流電機電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與交流同步電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同，因此可以采用交流同步電機的控制方式對其控制；同時也可以對其采用步進電機的三相六拍控制方式。180176?？梢钥闯?，每一時刻總有三個逆變管導(dǎo)通，另三個逆變管關(guān)斷，并且