论文正文(这里面是论文正文)

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1、引言直流无刷电机控制器是直流无刷电机正常运行并实现各种调速伺服功能的指挥中心，它主耍完成以下功能：对各种输入信号进行逻辑综合，为驱动电路提供各种控制信号；产生PWM脉宽调制信号，实现电机的调速；对电机进行速度环和电流环调节,使系统具有较好的动态和静态性能；并实现短路、过流、欠压等故障保护功能。目前以数字信号处理器(以下简称DSP)为核心的直流无刷电机控制系统发展很快。DSP比较适合实现高级复杂的电机控制，如电动机的矢量控制、电动机及系统的非线性控制、系统的最优控制适应性控制等，用它来实现不太复杂的控制就显得有点大材小用了。而专用直流无刷电机控制芯片只是将其控制逻辑集

2、成在芯片内，不具有灵活的编程功能，不能实现稍微复杂的控制。若用单片机编程实现专用控制芯片的功能，基于单片机木身硬件的局限，编程复杂且可靠性不高。木文设计的肓流无刷电机控制系统采用单片机与直流无刷电机专用集成芯片相结合的方法，既具有单片机编程灵活的特点，又有专用芯片抗干扰能力强，性能可靠的优点，同时易于产品的升级。因而，本文所设计的直流无刷电机控制系统具有一定的实际意义。1.1本文的主要内容本课题是自选研究课题，旨在研制一套基于无刷电动机集成控制器的直流无刷电机调速系统，主要内容如下：(1)研究直流无刷电动机的组成结构和运行原理，针对控制对象选择合适的控制方案。(2)

3、设计直流无刷屯机控制器的硬件屯路，包括电源屯路、功率屯路、电流检测电路、电压检测电路、位置检测电路、电流斩波电路、驱动电路、控制器电路等。(3)根据直流无刷电动机的控制策略，完成控制系统的整体设计。(4)通过实验，验证硬件电路的可行性，根据控制要求修改电路设计，提高控制性能。2直流无刷电动机结构分析及基本工作原理直流无刷永磁电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成，直流无刷电机组成结构如图2.1所示。图2.1直流无刷电机的原理框图2.1直流无刷电动机本体电动机本体在结构上和永磁同步机相似，但是没有鼠笼型绕组和其它的起动装置。其定子是直流无刷电机的静

4、止部分，它由导磁的定子铁芯、导电的电枢绕组及固定铁芯和绕组用的一些零部件、绝缘材料、引岀部分等组成，如机壳、绝缘片、槽锲、引出线及环氧树脂等，一般制成多相（如三相、四相、五相不等）。转子是电机木体的旋转部分，是产生激磁磁场的部件。转子由永久磁钢按照一定的极对数（2p二2,4,...）组成。直流无刷电机转子的永久磁钢与有刷直流电机的永久磁钢作用相似，都是在电动机的气隙中建立足够的磁场，不同之处在于它们的安装位置不一样，直流无刷电机的永久磁钢装在转子上，而直流有刷电机的永久磁钢装在定子上。2.2位置传感器1、位置传感器的结构位置传感器也由静止部分和运动部分组成，即位置传

5、感器定子和位置传感器转子。不同类型的位置传感器，它的定子部分和转子部分的构成是不同的。例如，电磁式位置传感器的转子部分由圆柱体状的非导磁材料构成，表面镶有120。扇形的导磁材料；定子部分由硅钢片冲叠而成或是由高频铁氧体材料压铸而成，一般有六个极，极间间隔角度为60°,选其中间隔120。的三个极绕组作为一次绕组，相互串联后通高频电流，另外的三个极则作为二次绕组。光电式的转子部分是由一块遮光板构成，遮光板上开有约120。电角度的缝隙，并且缝隙的数冃等于直流无刷电机转子磁极的极对数。定子部分是由三个发光二极管和光敏品体管组成。2、位置传感器的分类按位置传感器按动作原理，可

6、分为敏感式、耦合式、谐振式和接近式等。敏感式位置传感器是利用敏感元件来感应转子的位置，并输出控制信号控制各相绕组的导通顺序。常用光敬元件作为敬感元件如光电二极管、光电三极管和磁敏三极管等。耦合式位置传感器是指变压器耦合（即磁电式）和高频空芯线圈耦合等。谐振式位置传感器是指当达到谐振条件时，输出最大控制信号控制电枢绕组的导通。接近式位置传感器是利用接近某物而动作的原理制成的一种位置传感器。2.3电子换相开关直流无刷电动机的电子换相开关用来控制电动机定子上各相绕组通电的顺序和吋间，主要由功率逻辑开关单元和位置传感器信号处理单元两部分组成。功率逻辑开关是控制电路的核心，其

7、功能是将电源的功率以一定的逻辑关系分配给直流无刷电动机定子上的各相绕组，以便使电动机产生持续不断的转矩。而各相绕组通电顺序和时间主要取决于来自位置传感器的信号。但位置传感器所产生的信号一般不能直接用来控制逻辑开关单元，需要进行逻辑处理(译码器)。处理好的控制信号通过驱动电路来驱动电子换相开关工作，一般而言，电子换相开关是由IPM模块或者TGBT.MOSFET等构成的。2.4直流无刷电动机的运行原理众所周知，一般的永磁式直流电动机的定子由永久磁钢组成，其主要的作用是在电动机气隙中产牛磁场。其电枢绕组通电后产生反映磁场。由于电刷的幻想作用，使得这两个磁场的方向在直流