无刷电机控制器的设计

《无刷电机控制器的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据《L}l小型电机》z001。28(6)无刷电机控制器的设计北京联合大学(100101)张和王克明冯占英摘要本文在简要论述无刷电机工作原理的基础上，提出了一种主电路采用IGBT的PwM电压调节型电路，用EPROM作为脉冲分配器和系统控制器的设计思路，并得到实践的验证。叙词无刷电机控制器设计DesignOfBrushless—motorControllerBeiji“gUnionUnjversityzhangHe，wangKeming，FengzhanyingAbstract：Th。paperpresentsanew

2、design。fthebrushless—motorcontroller'ThemiancircuitadoptPWMvolt89er89ulati“gtypemadeupoflGBT．ThereadonlymemoryEPROMisusedinpulsed诂tributorandsystemcontroner．Thethinkinghavealreadyachievedtestandverify．Keywords：Bru8hless—motorControllerDesign1无刷电机的基本工作原理无刷电机(又称为无换

3、向器电机)的结构类似同步电机，结构简单、耐用、价格低。配合位置检测装置、逆变器，其工作原理又与直流电动机类似，机械特性和调速特性也与直流电动机相似。在全控器件的功率、耐压和可靠性不断提高的情况F，在需要调速的场合，采用无刷电机无疑是优选方案之无刷电机的定子侧为三相对称绕组，当按照。定的顺序向定子绕组中的两相通入直流电流时，产生定子磁势F。；转子为稀土永磁材料制造的Ns极，磁势为F，。F。与Fr相互作用，产生电磁转距_r=F。F，Isin目I，口为定、转子磁势之间的夹角，当目为60。～120。之间时，电磁转矩最大。检测转子

4、磁势的位置，当F。与F，的夹角为60。时，控制逆变器，使_=相绕组中的某阿相导通．F。向前转过60。，F，与F。的夹角变为120。，电磁转矩使转子向目减小的方向运动，当转于磁势F，与定子磁势F。的夹角再次为60。时，再控制逆变器，二相绕组中的另外两相导通，F。再向

5、ii：『转过6o。，如此循环，定子磁势不断以步进的方式向前转动，转子随之旋转。调节加到定子上的电压的人小，张和1948年11月生．】982年3月毕业于河北机电学院自动化系，学士学位，副教授。现在北京联台大学信息学院自动化系任教。就可以改变转子的转速，而定子电压

6、的调节是通过脉宽调制(PwM)实现的。2系统简介该系统如图1所示。图l无刷电机控制器系统框图三相交流电经二极管整流电路整流，电容滤波，变为直流，逆变器部分用全拧器件lGBT构成三相桥式电路。1GBT的隔离驱动电路选用ExB841，BQ为位置检测器，cF为测速发电机，电流检测用霍尔元件LEM，PwM信号发生器由集成芯片TL494及外围电路组成，脉冲分配、PwM信号及系统的各种控制信号、故障信号经过万方数据危刷电机挣制器的设计《中小班电机》200l，28(6)EPR()M综合，它是系统的拄制中心。3位置检测m工作原理可知．检

7、测转子磁场的位嚣是无换向器电机蹰速系统的关键环节之一，位置检测器BQ由两部分组成：一部分为同定在转子r的一个带缺口的旋转圆盘，缺u的角度为180。电角度，缺口的个数为主机的极对数，另1部分为固定在定子上的。组检测元件，可以是光电式、电磁感应式、霍尔元件式等，这里采用光电开关式，苴开关特性好，响应速度快，抗干扰措施较容易实现。无论尢换向器电机的极对数足多少，榆测无件之间的距离都足120。电角度。如图2所示。心PB阳图2位置检测器状态10lo。101lO10110100导适VTlⅥl、，T3vT3w5VTs譬号、rT6vT2

8、VT2vT4vT4VT6吲3位置检测信号旋转圆橇随转子旋转，当其阻挡沿阻挡光路时，光电开关输出高电乎，未阻捎时，输出低电平。三个光电扦关输出的信号尸A、PB、Pc如图3所示。每一路领事的周期为360。电角度．方波的宽度为180。电角度．而三路信号互差120。电角度。4脉冲分配逻辑本文提出采用只读存储器EPROM实现逻辑变换及脉冲分配的思路。只读存储器除了片选、读等控制信号外，有一纽地址总线，条数由EPROM的存储容量决定；一组数据总线为8位。这里不仅用它作为逻辑变换和脉冲分配，还作为PwM信号，正反转信号，各种故障信号的

9、综台。将这些信号加到地址线上，该地址的内容是对逆变器工作状况的设定，从数据总线输出，经隔离驱动器送到逆变器的IGBT的控制端。例如：Pc、PB、P^二路位置检测信号加到地址线的A2、Al、Aoj端，作为地址的低三位．而该地址的内容即数据的Do～D5输出的数据，经过隔离驱动，对应六个功率器件VTl～VT6，某位为l，对