【正文】 產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，就應(yīng)使電樞電流隨磁場位置的變化而變化。 無刷直 流電動機(jī)就是在保留有刷直流電動機(jī)的優(yōu)良性能的基礎(chǔ)上，為去除電刷和換向器而研究開發(fā)的。直流電源的電能通過電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組，產(chǎn)生電樞電流，電樞電流與主磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動負(fù)載。 工作 原理一般所說的直流電動機(jī)是指具有換向器和電刷的直流電動機(jī)。定子繞組的形式和多相的永磁同步電動機(jī)類似，它在實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換過程中起著重要的作用。定子 是由定子鐵心，電樞繞組及其弓 |出線，傳感元件及其引出線，定子支架，軸等部分組成?？梢哉雇诓痪玫膶?，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，無刷直流電動機(jī)逐漸地占有原來異步電動機(jī)變頻調(diào)速 的領(lǐng)域 [1]。 總的來說，無刷直流電動機(jī)繼承了直流電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好的優(yōu)點，克服了直流電動機(jī)需換向器的缺點，在交通工具、家用電器及中小功率工業(yè)市場中占據(jù)重要的地位。這種電機(jī)不但保留了直流電機(jī) 的優(yōu)勢，又有交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點。因此，長期以來人們一直在尋找一種不用電刷和換向器的直流電動機(jī)。但是，直流電動機(jī)采用了電刷和換向器，這阻礙了其發(fā)展。 2 1 無刷 直流 電動機(jī) 簡介 課題的意義及 發(fā)展?fàn)顩r 直流電動機(jī)是最早出現(xiàn)的電動機(jī)，也是最早出現(xiàn)能調(diào)速的電動機(jī)。 本設(shè)計主要研究無刷直流電動機(jī)的調(diào)速 功能 ， 通過 MCS51 單片機(jī)實現(xiàn) 電動機(jī)的起動、制動、正 /反轉(zhuǎn)換向，加 /減速。隨著計算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域，以及新型的電力電子功率元器件的不斷出現(xiàn)，使用全控型的開關(guān)功率元件進(jìn) 型脈寬調(diào)制（簡稱 PWM）控制方式已成為絕對主流。隨著電力電子技術(shù)和微控制技術(shù)的迅猛發(fā)展而成熟起來的直流無刷電機(jī)體積小、重量輕、效率高、噪音低、容量大且可靠性高，從而極有希望代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機(jī)成為電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的主流。 The paper main of study is the speed governing functions of brushless DC motor ,for example， make the motor start、 stop、 speed up、 slow down、corotation and inversion， and when the motor run wrong the system can display error． Both hardware and software are shown in this paper。 關(guān)鍵詞 ： 無刷 直流電 動 機(jī) MCS51單片機(jī) 調(diào)速控制 II Abstract Recently,brushless DC motor has been applied in many area． Besides the good performance of startup and speed control， its remarkable characteristic is that there is no mutator and brush。 文章介紹了 無 刷 直流 的功能硬件圖和程序結(jié)構(gòu)流程，介紹了 利 用 MCS51單片機(jī)和控制芯片來控制無刷直流電動機(jī)速度 的方法， 并在電動機(jī)運行異常時發(fā)出警報 。 本文以 無刷 直流電機(jī)為研究對象，以無刷 直流 電機(jī)控制系統(tǒng)為控制目標(biāo)，以 PWM為控制設(shè)計技術(shù)，采用 MCS51系列單片 機(jī) 為主控芯片，文章主要研究 無刷直流電動機(jī)的調(diào)速功能， 實現(xiàn)電動機(jī)的起動、制動、正 /反轉(zhuǎn)換向， 加 /減速，并 對無刷直流電動機(jī)的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和報警。 基于 51 單片機(jī)的無刷直流電動機(jī) 控制器設(shè)計 系 別 ： 專 業(yè) 班： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2020 年 6 月 基于 51 單片機(jī)的無刷直流電動機(jī) 控制器設(shè)計 The Design of Brushless DC Motor Controller Based on MCS51 Singlechip I 摘 要 近年來， 無刷 直流電動機(jī)愈來愈多地在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，它除了保持有刷 直流電動 優(yōu)越 的起動性能和調(diào)速性能以外，其最大的特點，就 是沒有換向器和電刷組成的機(jī)械接觸結(jié)構(gòu)， 因而 具有壽命長、噪聲低、運行可靠、維護(hù)簡便等一系列優(yōu)點，且 由于 其轉(zhuǎn)速不受機(jī)械換向的限制，可在寬廣的范圍內(nèi)平滑地調(diào)速。 例如 在電動自行車上應(yīng)用無刷直流電動機(jī)來取代原來的有刷直流電動機(jī)，由于采用了電子無接觸式換向，不僅延長了電機(jī)的使用壽命，而且調(diào)速方便，易于控制，運行平穩(wěn)。 文章研究包含硬件和軟件兩個方面，硬件方面實現(xiàn)的功能有：電源設(shè)計、 調(diào)速控制 設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計、過 熱 保護(hù)電路設(shè)計、 短路 保護(hù)電路設(shè)計和 轉(zhuǎn)速顯示 設(shè)計等部分；軟件方面實現(xiàn)的功能有， 電路復(fù)位模塊 的設(shè)計、 按鍵控制模塊 的設(shè)計、 功能模塊 的設(shè)計、 電動機(jī)判停模塊 的設(shè)計、 IPS下載模塊的設(shè)計和速度顯示模塊 的設(shè)計等部分。 本課題經(jīng)過 理論分析和系統(tǒng)調(diào)試，控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定，可靠性佳，實現(xiàn)了既定的功能，達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)的要求。 So the brushless DC motor has some advantages such as long life，low noise， reliable operation and easy maintenance． Its speed Can be regulated in a large range smoothly because of no limitation of mechanical mutator． For the electric bicycle， the motor with brush has been replaced by the brushless one． Due to the mutation without touch,the life of motor is prolonged and the motor is easy to be controlled． A brushless DC motor control system based on MCS51 singlechip and PWM control is introduced in this paper。 Hardware design includes power supply, governor control,driving circuit， overheating protection, short circuit protection and rotate speed display． Sofhvare design includes driving circuit restoration module,key control module， function module， judge the motor run or stop module， IPS down module and speed display module． Hardware diagrams and program flow charts are shown． And use the singlechip of MCS51 and Controller Chip control the speed of brushless DC motor． And when the motor run wrong the system can display error． By theoretical analysis and system debugging,the controlsystem is stable and reliable． The desired functions are design indices are achieved． Keywords： Brushless DC motor singlechip of MCS51 speed control III 目 錄 摘要 ....................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................... II 緒論 ...................................................................................................................................... 1 1 無刷直流電動機(jī)簡介 .................................................................................................... 2 課題的意義及發(fā)展?fàn)顩r .............................................................................................2 無刷直流電動機(jī)原理簡介 .........................................................................................2 無刷直流電動機(jī)運行原理 .....................................................................................2 無刷直流 電動機(jī)的結(jié)構(gòu) .........................................................................................5 驅(qū)動電動機(jī)原理 .........................................................................................................6 2 控制系統(tǒng)硬件方案設(shè)計 ................................................................................................ 8 電動機(jī)選擇及參數(shù)說明 .............................................................................................8 驅(qū)動器選擇及功能說明 .............................................................................................9 驅(qū)動器調(diào)速方式說明 ........................................................................................... 12 驅(qū)動器接線示意圖 ............................................................................................... 13