【正文】 子上，把永磁磁鋼放在轉(zhuǎn)子上，這與傳統(tǒng)直流用詞電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)剛好相反。所以直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)除了由定子和轉(zhuǎn)子組成電動(dòng)機(jī)本體以外，還要由位置傳感器、控制電路以及工具邏輯開(kāi)關(guān)共同構(gòu)成的換相裝置，使得直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中定子繞組所產(chǎn)生的的磁場(chǎng)和裝洞中轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的永磁場(chǎng)，在空間始終保持在（π/2）rad左右的電角度。額定功率：100W 額定轉(zhuǎn)速：3000r/min 最大轉(zhuǎn)矩：?m m 最大電流： 霍爾傳感器位置呈60176。圖2 電機(jī)主電路圖 在三相逆變電路中，應(yīng)用最多的是如圖二所示的三相橋式全控逆變電路?！?Q6為六只MOSFET功率管，起繞組的開(kāi)關(guān)作用,高電平是導(dǎo)通，他們的通電方式又可分為兩兩導(dǎo)通和三三道通兩種方式。電角度）換相一次，每次換相一個(gè)功率管導(dǎo)通120176。各功率管的導(dǎo)通順序是VF1VFVF2VFVF3VFVF4VFVF5VFVF6VF1 …。如果認(rèn)定流入繞組的電流所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為正，那么從繞組流出所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩則為負(fù)，它們合成的轉(zhuǎn)矩如圖3a所示，其大小為T(mén)a，方向在Ta和－Tc的角平分線(xiàn)上。后，由VF1VF2通電換成VF2VF3通電，這時(shí)，電流從VF3流入B相繞組再?gòu)腃相繞組流出，經(jīng)VF2回到電源，此時(shí)合成的轉(zhuǎn)矩如圖3b所示，其大小同樣為T(mén)a。電角度。電角度，但大小始終保持Ta不變。a）VFV F2導(dǎo)通時(shí)合成轉(zhuǎn)矩 b）VFV F3導(dǎo)通時(shí)合成轉(zhuǎn)矩 c）二二導(dǎo)通時(shí)合成轉(zhuǎn)矩矢量圖圖3 聯(lián)結(jié)繞組二二通電時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩矢量圖所以，同樣一臺(tái)無(wú)刷直流電機(jī)，每相繞組通過(guò)與三相半控電路同樣的電流時(shí)，采用三相星形聯(lián)結(jié)全控電路，在二二換相的情況下，其合成轉(zhuǎn)矩增加了倍。電角度換相一次，每個(gè)功率管通電120176。其中正相通電和反相通電各120176。由圖4可以看出，三相全控時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)比三相半控時(shí)小得多。安裝，則它們所產(chǎn)生的波形如圖5所示。圖5 傳感器輸出波形2. 三三通電方式 所謂三三通電方式，是指每一瞬間均有三只功率管同時(shí)通電，每隔60176。它們的導(dǎo)通次序是VF1VF2VFVF2VF3VFVF3VF4VFVF4VF5VFVF5VF6VFVF6VF1VFVF1VF2VF3… 當(dāng)VF6VF1VF2導(dǎo)通時(shí)，電流從VF1流入A相繞組，經(jīng)B相和C相繞組（這時(shí)B、C兩相繞組為并聯(lián)）分別從VF6和VF2流出。經(jīng)過(guò)60176。這時(shí)電流分別從VF1和VF3流入，經(jīng)A相和B相繞組（相當(dāng)于A相和B相并聯(lián)）再流入C相繞組，經(jīng)VF2流出，合成轉(zhuǎn)矩如圖6b所示，其方向與C相相同，轉(zhuǎn)子再轉(zhuǎn)過(guò)60176。電角度后，換相到VF1VF2VF3通電，而后依次類(lèi)推，循環(huán)往復(fù)。a）VF6VF1VF2導(dǎo)通時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩 b）VF1VF2VF3導(dǎo)通時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩 c）三三通電時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩圖6 三三通電時(shí)的合成轉(zhuǎn)矩矢量圖在這種通電方式里，每瞬間均有三個(gè)功率管通電。換相一次，每次有一個(gè)功率管換相，每個(gè)功率管導(dǎo)通180176。圖7 星形聯(lián)結(jié)三三通電方式其中一相電壓波形 此外，根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同可分為兩種：直流側(cè)是電壓源的稱(chēng)為電壓型逆變電路，直流側(cè)是電流源的稱(chēng)為電流型逆變電路。 (2)由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)電壓波形為矩形波，并且與阻抗角無(wú)關(guān)，而交流側(cè)電流波形和相位因負(fù)載阻抗角而異。三、脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)（一）脈寬調(diào)制的原理 脈寬調(diào)制（PWM）是利用數(shù)字輸出對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種有效技術(shù)，尤其是在對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方面，可大大節(jié)省能量。模擬電路控制有以下缺陷：模擬電路容易隨時(shí)間漂移，會(huì)產(chǎn)生一些不必要的熱損耗，以及對(duì)噪聲敏感等。 PWM（脈沖寬度調(diào)制）是通過(guò)控制固定電壓的直流電源開(kāi)關(guān)頻率，改變負(fù)載兩端的電壓，從而達(dá)到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。在PWM驅(qū)動(dòng)控制的調(diào)整系統(tǒng)中，按一個(gè)固定的頻率來(lái)接通和斷開(kāi)電源，并且根據(jù)需要改變一個(gè)周期內(nèi)“接通”和“斷開(kāi)”時(shí)間的長(zhǎng)短。也正因?yàn)槿绱?，PWM又被稱(chēng)為“開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置”。圖8 PWM占空比原理 設(shè)電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為Vmax，設(shè)占空比為D= t1 / T，則電機(jī)的平均速度為Va = Vmax * D，其中Va指的是電機(jī)的平均速度；Vmax 是指電機(jī)在全通電時(shí)的最大速度；D = t1 / T是指占空比。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，平均速度Vd 與占空比D并非嚴(yán)格的線(xiàn)性關(guān)系，但是在一般的應(yīng)用中，我們可以將其近似地看成是線(xiàn)性關(guān)系。自然采樣法 在系統(tǒng)中，采用了PWM技術(shù)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)占空比的計(jì)算達(dá)到精確調(diào)速的目的。（二）總體框圖 系統(tǒng)總體框圖如圖9所示。主要性能參數(shù)： 4K字節(jié)可重復(fù)擦寫(xiě)Flash閃存存儲(chǔ)器 全靜態(tài)操作：0Hz——24MHz 128*8字節(jié)內(nèi)部RAM 2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)時(shí)器 可編程串行UART通道 同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電方式保存RAM中的內(nèi)同，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作指導(dǎo)下一個(gè)硬件復(fù)位。圖10 AT89C51引腳圖（三）單片機(jī)與鍵盤(pán)接口圖11 系統(tǒng)鍵盤(pán)接口 本系統(tǒng)使用最簡(jiǎn)單的2*3矩陣鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的操作，鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖12所示:啟動(dòng)/制動(dòng)▲正反轉(zhuǎn)?▼? 圖12 鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)各鍵對(duì)應(yīng)的功能和鍵值如表1。單片機(jī)上電初始化后，首先掃描鍵盤(pán)，若S1被按下，則啟動(dòng)系統(tǒng)，否則將一直掃描鍵盤(pán)，此時(shí)其他鍵沒(méi)有任何功能。 S2和S5：通過(guò)按S4或S6，當(dāng)前位閃爍，此時(shí)通過(guò)S2和S5可對(duì)當(dāng)前位進(jìn)行+1/1，若5S內(nèi)沒(méi)有操作，系統(tǒng)自動(dòng)確認(rèn)當(dāng)前輸入值。（四）單片機(jī)與顯示數(shù)碼管接口圖13 單片機(jī)與數(shù)碼管顯示電路接口 整個(gè)顯示電路包括兩部分： 本系統(tǒng)采用4位8段共陰極數(shù)碼管顯示 P0口接上拉電阻 數(shù)碼管段選通過(guò)限流電阻接P0口 —— 兩個(gè)二極管一個(gè)代表正轉(zhuǎn)一個(gè)代表反轉(zhuǎn)（五）逆變器與驅(qū)動(dòng)電路接口圖 14 逆變器與驅(qū)動(dòng)電路接口 本系統(tǒng)逆變部分采用三相橋式全控逆變電路，功率開(kāi)關(guān)器件采用IGBT。三相和思想無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)兼容 雙極性驅(qū)動(dòng)三相三角形聯(lián)結(jié)或星形聯(lián)結(jié)繞組 單極性驅(qū)動(dòng)三相有中心抽頭的星形聯(lián)結(jié)繞組 三相電動(dòng)機(jī)位置傳感器空間間距30176。 四相電動(dòng)機(jī)位置傳感器空間間距90176。輸出端直接驅(qū)動(dòng)雙極型功率管（可提供35mA基極電流）或MOSFET功率器件 直接與PWM信號(hào)接口和霍爾位置傳感器接口圖15 LM621原理圖換相波形波形如圖16所示。管腳功能定義： 引腳2（DIRECTION)：轉(zhuǎn)向控制端。引腳3（DEADTIME ENABLE):死區(qū)時(shí)間使能端。 該端外接定時(shí)電容和電阻至地，設(shè)定時(shí)鐘振蕩周期，決定死區(qū)時(shí)間。引腳7（HSHSHS3）：霍爾位置傳感器輸入端。引腳8（30/60SELECT):30/60選擇端。時(shí)，該端施加高電平；60176。 、 對(duì)該引腳施加高電平時(shí)，輸出被關(guān)閉。引腳18（MOTOR SUPPLY VOLTAGE): Vcc2（+5——40V）端，第二電源，它提供11——13腳灌電流輸出的電流。換相波形表2 LM621換相真值表：（六）限流電路圖17 限流電路 從圖17可知，主回路中通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流最終是經(jīng)過(guò)電阻R8接地。而Uf同數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的輸出電壓U0分別送到LM324運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端，一旦反饋電壓Uf大于來(lái)自數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的給定信號(hào)U0,則LM324運(yùn)算放大器輸出為低電平，通過(guò)非門(mén)變?yōu)楦唠娖捷斎氲絃M621的引腳17，使輸出關(guān)斷，從而階段了直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)釘子繞組的所有電流通路，迫使電動(dòng)機(jī)電流下降，一旦電流下降到時(shí)Uf小于U0,則LM324運(yùn)算放大器輸出回到高電平，通過(guò)非門(mén)變?yōu)榈碗娖?，接LM621的17腳，LM621正常工作。 本系統(tǒng)程序主要由 大本分組成： 中斷服務(wù)程序 顯示程序 停機(jī)程序 向下箭頭程序