直流无刷电机调试程序

直流无刷电机调试程序
直流无刷电机调试程序

/******************************************************************** 实现功能:直流无刷电机调试程序

使用芯片:AT89S52 或者STC89C52

晶振:11.0592MHZ

编译环境:Keil

*********************************************************************/ #include

#define uchar unsigned char//宏定义无符号字符型

#define uint unsigned int //宏定义无符号整型

sbit P2_0=P2^0;//启动

sbit P2_1=P2^1;//停止

sbit P2_2=P2^2;//正转

sbit P2_3=P2^3;//反转

sbit P1_0=P1^0;//M1

sbit P1_1=P1^1;//M1

void delay(uchar t)//延时程序

{

uchar m,n,s;

for(m=t;m>0;m--)

for(n=20;n>0;n--)

for(s=248;s>0;s--);

}

main()

{

while(1)

{

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{

P1_0=0;

P1_1=0;

}}

if(P2_1==0){delay(3);if(P2_1==0)//停止

{

P1_0=0;

P1_1=1;

}}

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{

P1_0=1;

P1_1=0;

}}

if(P2_3==0){delay(3);if(P2_3==0)//反转

{

P1_0=0;

P1_1=0;

}}

}

}

接线图

无刷直流电机的驱动及控制

无刷直流电机驱动 James P. Johnson, Caterpiller公司 本章的题目是无刷直流电动机及其驱动。无刷直流电动机(BLDC)的运行仿效了有刷并励直流电动机或是永磁直流电动机的运行。通过将原直流电动机的定子、转子内外对调—变成采用包含电枢绕组的交流定子和产生磁场的转子使得该仿效得以可能。正如本章中要进一步讨论的,输入到BLDC定子绕组中的交流电流必须与转子位置同步更变,以便保持磁场定向,或优化定子电流与转子磁通的相互作用,类似于有刷直流电动机中换向器、电刷对绕组的作用。该原理的实际运用只能在开关电子学新发展的今天方可出现。BLDC电机控制是今天世界上发展最快的运动控制技术。可以预见,随着BLDC的优点愈益被大家所熟知且燃油成本持续增加,BLDC必然会进一步广泛运用。 2011-01-30 23.1 BLDC基本原理 在众文献中无刷直流电动机有许多定义。NEMA标准《运动/定位控制电动机和控制》中对“无刷直流电动机”的定义是:“无刷直流电动机是具有永久磁铁转子并具有转轴位置监测来实施电子换向的旋转自同步电机。不论其驱动电子装置是否与电动机集成在一起还是彼此分离,只要满足这一定义均为所指。”

图23.1 无刷直流电机构形 2011-01-31 若干类型的电机和驱动被归类于无刷直流电机,它们包括: 1 永磁同步电机(PMSMs); 2 梯形反电势(back - EMF)表面安装磁铁无刷直流电机; 3 正弦形表面安装磁铁无刷直流电机; 4 内嵌式磁铁无刷直流电机; 5 电机与驱动装置组合式无刷直流电机; 6 轴向磁通无刷直流电机。 图23.1给出了几种较常见的无刷直流电机的构形图。永磁同步电机反电势是正弦形的,其绕组如同其他交流电机一样通常不是满距,或是接近满距的集中式绕组。许多无刷直流电

一种无刷直流电动机控制系统设计

一种无刷直流电动机控制系统设计

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一种无刷直流电动机控制系统设计 摘要:介绍了MOTORALA公司专门用于无刷直流电机控制的芯片MC33035和 MC33039的特点及其工作原理,系统设计分为控制电路与功率驱动电路两大部分,控制电路以MC33035/33039为核心,接收反馈的位置信号,与速度给定量合成,判断通电绕组并给出开关信号。在驱动电路设计中,采用三相Y联结全控电路,使用六支高速MOSFET 开关管组成。通过实验,电机运行稳定。 关键词:无刷直流电机;MC33035/33039;控制电路;驱动电路 Design of control system for Brushless DC Motors SUN GuanQun;SHI Ming;TONG LinYi;XU YiPing Abstract:It introduces the MOTORALA company used for the characteristics o f the chip MC33035 and MC33039 which control the brushless direct curren t motor exclusively and its work principle. The system design divides into tw o major parts: the control circuit and the power driver circuit, the control circ uit take MC33035/33039 as the core, receive feedback position signal, with th e speed to the quota synthesis, the judgment circular telegram winding and p roduces the switching signal. In the actuation circuit design, uses the three-p hase Y joint all to control the electric circuit, uses six high speed MOSFET swit ching valve to compose. Through the experiment, the electric motor moveme nt stable is reliable. Keywords:Brushless DC motor;MC33035/33039;control circuit;drive circuit 1.引言 永磁直流无刷电机是近年来迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机。该电机由定子、 转子和转子位置检测元件霍尔传感器等组成,由于没有励磁装置,效率高、结构简单、工作特 性优良,而且具有体积更小、可靠性更高、控制更容易、应用范围更广泛、制造维护更方便 等优点,使无刷电机的研究具有重大意义。 本系统设计是利用调压调速,根据调整供电PWM电源的占空比进而调整电压的方式实 现。本设计采用无刷直流电机专用控制芯片MC33035,它能够对霍尔传感器检测出的位置 信号进行译码,它本身更具备过流、过热、欠压、正反转选择等辅助功能, 组成的系统所需 外围电路简单,设计者不必因为采用分立元件组成庞大的模拟电路,使得系统的设计、调试 相当复杂,而且要占用很大面积的电路板。 MC33035和MC33039这两种集成芯片也可以方便地完成无刷直流电动机的正反转、 运转起动以及动态制动、过流保护、三相驱动信号的产生、电动机转速的简易闭环控制等。

三相直流无刷电机驱动程序

1.检测霍尔传感器的值可以判断出转子的位置,再使能相应的上下桥臂,则能驱动电机运动;若要让电机持续转动,则必须再次检测传感器值及使能相应的上下桥臂。这里采用的是将霍尔传感器输出的三根线相边的IO口配置成外部中断,并且为边沿触发,在中断函数中加入传感器检测与上下桥臂切换程序,如此电机就能持续运转了。 2.上桥臂的控制采用IO口置高低电平来控制上桥臂的通断,下桥臂则使用单片机内部集成的三路PWM波来控制,通过控制PWM波的占空比,可以实现对电机的调速了。实际测得,占空比与电机的速度成正比例关系,在PWM波频率为20KHz时,占空比增加1%,速度增加60rpm,并在占空比为53%时达到额定转速3000rpm(空载)。 3.速度测量则采用如下公式: 电机每转一圈,霍尔值改变6次x5个周期=30次,记录边沿触发的中断次数N/30=电机转过的圈数,设运转时间为t(s)则电机转速v=N/30/t*60 rpm。即动转时间为2s时,霍尔值改变次数即为速度值,单位rpm。 4.调速:给定速度,由电机驱动板自动由当前速度平滑过渡到给定速度。实际测试发现,速度变化量很大时,电机会有突然加速或减速时的冲击;因此,调速应有一个缓冲的过程。即加速或减速应以小步进缓慢增加或减少占空比来让速度渐渐达到最终值。 #include "stm32f10x.h" #include "driver_motor.h" #define PWM_PERIOD_T 400 #define U_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_13 #define U_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_13 #define U_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_8 #define U_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_8 #define V_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_14 #define V_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_14 #define V_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_9 #define V_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_9 #define W_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_15 #define W_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_15 #define W_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_10 #define W_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_10 #define SU_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_15 #define SV_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_12 #define SW_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_11 //u8 Motor_Dir=0; //u8 Motor_EN=0;

无刷直流电机驱动电路 dsp

基于 DSP 的无刷直流电机控制系统的设计
2010-1-13 22:24:00 来源:
摘 要:介绍了以高性能 TMS320F2812 DSP 芯片为核心的无刷直流电机控制系统的设 计和实现,主要包括系统硬件电路的主要构成,电机的控制策略及软件结构。 实验 表明,该系统结构简单紧凑,控制精度高,具有良好的静态和动态性能。 关键词:无刷直流电机;TMS320F2812;控制系统 Design of Control System of Brushless DC Motor Based on DSP WANG Chen-yang, ZHANG Qi, XIONG Jiu-long Abstract: The design and implementation of brushless DC motor control system based on high performance DSP TMS320F2812 is introduced in this paper, it is made up of three aspects, the main structure of system hardware, the strategy of motor controlling and software structure。 Experimental results show that the system has a simple and compact structure,high control precision and good dynamic and static characteristics. Key Words:brushless DC motor;TMS320F2812;control system 1. 引言 无刷直流电机利用电子换向器取代了传统直流电机中的机械电刷和机械换向器, 因此不仅保留了直流电动机运行效率高和调速性能好等优点, 又具有交流电动机的结 构简单、运行可靠、维护方便等优点。由于不受机械换向限制,易于做到大容量、高 转速,目前在航天、军工、数控、冶金、医疗器械等领域已得到大量应用。 TMSF2812 DSP 是 TI 公司新推出的基于 TMS320C2xx 内核的定点数字信号处理器。器件上集成了 多种先进的外设,具有灵活、可靠的控制和通信模块,完全可以采用单芯片实现电机 控制系统的控制和通信功能,使得电机控制系统简单化、模块化,为电机及其他运动 控制领域应用的实现提供了良好的平台。 本文设计和实现了基于 TI 公司 TMS320F2812 DSP 芯片的无刷直流电机控制系统,整个系统结构紧凑,功能完善。 2. 系统硬件设计 系统的硬件框图如图 1 所示,可以看出基本上包括一个以 TMS320F2812 DSP 为核 心的 DSP 控制板,一块配套的功率驱动板和一台无刷直流电机。

无刷直流电机控制系统的设计

1引言无刷直流电机最本质的特征是没有机械换向器和电刷所构成的机械接触式换向机构。现在,无刷直流电机定义有俩种:一种是方波/梯形波直流电机才可以被称为无刷直流电机,而正弦波直流电机则被认为是永磁同步电机。另一种是方波/梯形波直流电机和正弦波直流电机都是无刷直流电机。国际电器制造业协会在1987年将无刷直流电机定义为“一种转子为永磁体,带转子位置信号,通过电子换相控制的自同步旋转电机”,其换相电路可以是独立的或集成于电机本体上的。本次设计采用第一种定义,把具有方波/梯形波无刷直流电机称为无刷直流电机。从20世纪90年代开始,由于人们生活水平的不断提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都向着高效率化、小型化及高智能化发展,电机作为设备的重要组成部分,必须具有精度高、速度快、效率高等优点,因此无刷直流电机的应用也发展迅速[1]。 1.1 无刷直流电机的发展概况 无刷直流电动机是由有刷直流电动机的基础上发展过来的。 19世纪40年代,第一台直流电动机研制成功,经过70多年不断的发展,直流电机进入成熟阶段,并且运用广泛。 1955年,美国的D.Harrison申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利,形成了现代无刷直流电动机的雏形。 在20世纪60年代初,霍尔元件等位置传感器和电子换向线路的发现,标志着真正的无刷直流电机的出现。 20世纪70年代初,德国人Blaschke提出矢量控制理论,无刷直流电机的性能控制水平得到进一步的提高,极大地推动了电机在高性能领域的应用。 1987年,在北京举办的德国金属加工设备展览会上,西门子和博世两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器,引起了我国有关学者的注意,自此我国开始了研制和开发电机控制系统和驱动的热潮。目前,我国无刷直流电机的系列产品越来越多,形成了生产规模。 无刷直流电动机的发展主要取决于电子电力技术的发展,无刷直流电机发展的初期,由于大功率开关器件的发展处于初级阶段,性能差,价格贵,而且受永磁材料和驱动控制技术的约束,这让无刷直流电动机问世以后的很长一段时间内,都停

直流无刷电机驱动说明书

BLDC SERVO DRIVERS 无刷直流调速驱动器 使用手册1.3 系统上电前请仔细阅读手册 DBLS-01系列 直流无刷电机驱动说明书 一、概述 本控制驱动器为闭环速度型控制器,采用最近型IGBT和MOS功率器,利用直流无刷电机的霍尔信号进行倍频后进行闭环速度控制,控制环节设有PID速度调节器,系统控制稳定可靠,尤其是在低速下总能达到最大转矩,速度控制范围150~6000rpm。 二、特点 1、PID速度、电流双环调节器 2、高性能低价格 3、20KHZ 斩波频率 4、电气刹车功能,使电机反应迅速 5、过载倍数大于2,在低速下转矩总能达到最大 6、具有过压、欠压、过流、过温、霍尔信号非法等故障报警功能 三、电气指标 标准输入电压:24VDC\36VDC\48VDC 三种 最大输入过载保护电流:5A\15A两种 加速时间常数出厂值:0.2秒其他可定制 四、端子接口说明

1、电源输入端 引角序号引角名中文定义 1 V+ 直流+24V输入 2 GND 直流0V输入 2、电机输入端 引角序号引角名中文定义 1 MA 电机A相 2 MB 电机B相 3 MC 电机C相 4 GND 地线 5 HA 霍尔信号A相输入端 6 HB 霍尔信号B相输入端 7 HC 霍尔信号C相输入端 8 +6.25 霍尔信号的电源线 3、控制信号部分 GND:信号地 F/R:正、反转控制,接GND反转,不接正转,正反转切换时,应先关断EN EN:使能控制:EN接地,电机转(联机状态),EN不接,电机不转(脱机状态) BK:刹车控制:当不接地正常工作,当接地时,电机电气刹车,当负载惯量较大时,应采用脉宽信号方式,通过调整脉宽幅值来控制刹车效果。 SV ADJ:外部速度衰减:可以衰减从0~100%,当外部速度指令接6.25V时,通过该电位器可以调速试机 PG:电机速度脉冲输出:当极对数为P时,每转输出6P个脉冲(OC门输入) ALM:报警输出:当电路处于报警状态时,输出低电平(OC门输出) +6.25V:调速电压输出,可用电位器在SV和GND形成连续可调 拔码开关说明:四个档位为OFF时,电机不运行,SW1为ON状态时,电机转速为100%,SW2为ON状态时,电机转速为80%,SW3为ON状态时,电机转速为40%,SW4为ON状态时,电机转速为20%。 4.机械安装:

无刷直流电机驱动器原理精编版

图1 第2章 无刷直流电机的驱动原理 2.1 驱动方式的理论分析 一、主要器件MOSFET MOSFET 又称金属-氧化物半导体场效应晶体管,可分为N 型和P 型两种,又被称为 NMOSFET 与PMOSFET 。 如图1所示,一块P 型硅 半导体材料作衬底, 在其面上扩散了两个N 型区,再在上面覆盖一层二氧 化硅(SiO2)绝缘层,最后在N 区上方用腐蚀的方法 做成两个孔,用金属化的方法分别在绝缘层上及两个 孔内做成三个电极:G(栅极)、S (源极)及D (漏极), 如图所示。在驱动器上用到的MOSFET 是在其上反并 联一个二极管,该二极管通常被称为寄生二极管。由 于添加了二极管的缘故,从而使其没有了反向电压阻 断的能力。一般使用时在栅源极间施加一个-5V 的反向偏执电压,目的是为了保证是器件导通,噪声电压必须阈值门控(栅 极)电压和负偏置电压之和。 MOSFET 的使用方法和三极管的使用方法几乎类似,都是采用小电 流的方式来控制大电流,这在模拟电路中经常用到。如图2所示,在 无刷电机驱动器中使用MOSFET 主要是在MOSFET 的栅源极施加一个寄 生二极管。 二、单相半波逆变器原理 如图3所示是单相半波逆变器的原理图。对其工 作状态分析如下: 第一个工作状态,v1导通,负载电压等于Ud/2,从而 使负载电流与电压同向。 第二个工作状态,v2关短后,负载电流流向vd2,使 得负载上的电压变为-Ud/2。但随着时间的推移会使 负载的电流最终变为0。 第三个工作状态,v2导通,使得负载中出现了负电 压和负电流。 第四个工作状态,v2关断造成vd2正向偏置,得负 载电压变为Ud/2。 如果电压为横坐标u ,电流为竖坐标i 的话,那 么通过上面四个状态就可以是电流和电压在四个象限内轮流工作。因此,采用一定的方法通过控制v1 和v2的导通时间就可以达到控制负载上电流和电压按照一定的频率来轮换着工作。 但是上面的变换有一些缺点。例如,在任何时刻加载在负载上的电压都是全部电压的一半。假如咋某个时刻对于功率额定的器件,电压减半后会使电流变为原来的两倍,同时又欧姆定律可知这时的发热会变为原来的次方倍。这对于器件来说会造成更大的风险。另外电压只能在最大电压的一半,没办法为0V ,那就会是器件造成更大的波纹度。 图2 图3 图2

直流无刷电机的控制系统设计方案

直流无刷电机的控制系统设计方案1 引言 1.1 题目综述 直流无刷电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的,它不仅保留了有刷直流电机良好的调试性能,而且还克服了有刷直流电机机械换相带来的火花、噪声、无线电干扰、寿命短及制造成本高和维修困难等等的缺点。与其它种类的电机相比它具有鲜明的特征:低噪声、体积小、散热性能好、调试性能好、控制灵活、高效率、长寿命等一系列优点。基于这么多的优点无刷直流电机有了广泛的应用。比如电动汽车的核心驱动部件、电动车门、汽车空调、雨刮刷、安全气囊;家用电器中的DVD、VCD、空调和冰箱的压缩机、洗衣机;办公领域的传真机、复印机、碎纸机等;工业领域的纺织机械、医疗、印刷机和数控机床等行业;水下机器人等等诸多应用[1]。 1.2 国内外研究状况 目前,国内无刷直流电机的控制技术已经比较成熟,我国已经制定了GJB1863无刷直流电机通用规范。外国的一些技术和中国的一些技术大体相当,美国和日本的相对比较先进。当新型功率半导体器件:GTR、MOSFET、IGBT等的出现,以及钕铁硼、钐鈷等高性能永磁材料的出现,都为直流电机的应用奠定了坚实的基础。近些年来,计算机和控制技术快速发展。单片机、DSP、FPGA、CPLD等控制器被应用到了直流电机控制系统中,一些先进控制技术也同时被应用了到无刷直流电机控制系统中,这些发展都为直流电机的发展奠定了坚实的基础。 经过这么多年的发展,我国对无刷电机的控制已经有了很大的提高,但是与国外的技术相比还是相差很远,需要继续努力。所以对无刷直流电机控制系统的研究学习仍是国内的重要研究内容[2]。 1.3 课题设计的主要内容 本文以永磁方波无刷直流电机为控制对象,主要学习了电机的位置检测技术、电机的启动方法、调速控制策略等。选定合适的方案,设计硬件电路并编写程序调试,最终设计了一套无位置传感器的无刷直流电机调速系统。本课题涉及的技术概括如下:

无刷电机驱动器

常州工学院 课程设计报告 课题:无刷电机驱动器 班级: 姓名: 学号: 指导老师:王雁平

目录 1 直流无刷无霍尔电机原理 (1) 2 总体设计方案 (3) 3 硬件设计 (4) 3.1 电源模块 (4) 3.2 驱动电路 (5) 4 心得体会 (6) 5 附录 (6) 5.1 元件清单 (6) 5.2 原理图 (7) 5.3 PCB图 (9)

1、直流无刷无霍尔电机原理 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。普通直流电动机的电枢在转子上,而定子产生固定不动的磁场。为了使直流电动机旋转,需要通过换向器和电刷不断改变电枢绕组中电流的方向,使两个磁场的方向始终保持相互垂直,从而产生恒定的转矩驱动电动机不断旋转。无刷直流电动机为了去掉电刷,将电枢放到定子上去,而转子制成永磁体,这样的结构正好和普通直流电动机相反;然而,即使这样改变还不够,因为定子上的电枢通过直流电后,只能产生不变的磁场,电动机依然转不起来。为了使电动机转起来,必须使定子电枢各相绕组不断地换相通电,这样才能使定子磁场随着转子的位置在不断地变化,使定子磁场与转子永磁磁场始终保持左右的空间角,产生转矩推动转子旋转。

开题报告无刷直流电机的控制系统

合肥师范学院本科生毕业论文(设计)开题报告 (学生用表) 装 订 线

第l章主要叙述了无刷直流电机的发展趋势、无刷直流电机的控制技术、研究背景及意义。 第2章首先介绍了无刷直流电机的基本结构和工作原理,然后给出了常见的无刷直流电机的数学模型及其推导过程,在此基础上对无刷直流电机的稳态特性进行了详细分析。 第3章对本控制系统的总体结构和设计进行介绍。主要包括控制系统的整体方案,控制芯片,控制技术以及控制策略的选择。 第4章对控制系统的硬件电路进行设计,包括DSP最小系统、功率驱动电路、采样检测电路、保护电路等的设计,并对各个部分进行了详细的分析。 第5章以TI公司的CCS开发环境为开发工具,对整个控制系统的软件部分进行了设计。 第6章总结与展望,总结了本文的主要工作,展望了以后工作的研究方向。 五、可行性分析 此次研究是在指导老师的指导下搜集,查阅相关资料,确定能够通过应用DSP 芯片进行控制是最优方案,采用TI公司的TMS320F2812作为控制器。根据现在无刷直流电机的控制技术的发展水平和未来的发展趋势及可操作性进行分析,该课题能够顺利进行。 六、设计方案 6.1无刷直流电机的基本结构 无刷直流电机的设计思想来源于利用电子开关电路代替有刷直流电机的机械换向器。普通有刷直流电机由于电刷的换向作用,使得电枢磁场和主磁场的方向在电机运行的过程中始终保持相互垂直,这样能够产生最大的转矩,从而驱动电机不停地运转下去。无刷直流电机取消电刷实现了无机械接触换相,做成“倒装式直流电机"的结构,将电枢绕组和永磁磁钢分别放在定子和转子侧。无刷直流电机必须具有由控制电路、功率逆变桥和转子位置传感器共同组成的换相装置以实现电机速度和方向的控制[5]。因此,可以认为无刷直流电机是典型的机电一体化器件,其基本结构由电动机本体、驱动控制电路及转子位置传感器三部分组成,如图所示。 无刷直流电机的构成 6.2无刷直流电机的工作原理 普通直流电机的电枢在转子上,而定子产生固定不变的磁场。为了使直流电机旋转,需要通过换相器和电刷不断地改变电枢绕组中电流的方向,使两个磁场的方向始终保持相互垂直,从而产生恒定的转矩驱动电动机不断旋转[6]。 无刷直流电动机为了去掉电刷,将电枢放到定子上,而转子做成永磁体,这样的结构正好与普通直流电动机相反。然而即便是这样的改变仍然不够,因为直流电通入定子上的电枢以后,产生的不变磁场还是不能使电动机转动起来。为了达到使电动机

直流无刷伺服电机运动控制系统设计

直流无刷伺服电机运动控制系统设计 Motionchip是一种性能优异的专用运动控制芯片,扩展容易,使用方便。本文基于该芯片设计了一款可用于直流有刷/无刷伺服电机的智能伺服驱动器,并将该驱动器运用到加氢反应器超声检测成像系统中,上位机通过485总线分别控制直流有刷电机和无刷电机,取得了很好的控制效果,满足了该系统的高精度要求。 在传统的电机伺服控制装置中,一般采用一个或多个单片机作为伺服控制的核心处理器。由于这种伺服控制器外围电路复杂,计算速度慢,从而导致控制效果不理想。近年来,许多新的电机控制算法被研究并运用于电机控制系统中,如矢量控制、直接转矩控制等。随着这些控制算法的日益复杂,必须具备高速运算能力的处理器才能实现实时计算和控制。为了适应这种需要,国外许多公司开发了控制电机专用的高档单片机和数字信号处理器(DSP)。现在,通常使用的伺服控制器的控制核心部分大都由DSP和大规模可编程逻辑器件组成,这种方案可以根据不同需要,灵活的设计出性能很好的专用伺服控制器,但是一般研制周期都比较长。 MotionChip的特点 MotionChip是瑞士Technosoft公司开发的一种高性能且易于使用的电机运动控制芯片,它是基于TMS320C240的DSP,外围设置了许多电机伺服控制专用的可编程配置管脚。TMS320C240是美国TI公司推出的电机控制专用16位定点数字信号处理器,其具有高速的运算能力和专为电机控制设计的外围接口电路。MotionChip很好的利用了该DSP的优点,并集成多种电机控制算法于一身,以简化用户设计难度为目的,设计成为一种新颖的电机专用控制芯片。MotionChip有着集成全部必要的配置功能在一块芯片的优点,它是一种为各种电机类型进行快速和低投入设计全数字、智能驱动器的理想核心处理器。具有如下特点: ?可用于控制5种电机类型:直流有刷/无刷电机、交流永磁同步电机、交流感应电机和步进电机,且易于嵌入到用户的硬件结构中; ?可以选择独立或主从方式工作,并可根据需要,设置成通过网络接口进行多伺服控制器协同工作; ?全数字控制环的实现,包括电流/转矩控制环、速度控制环、位置控制环; ?可实现各种命令结构:开环、转矩、速度、位置或外环控制,步进电机的微步进控制,并可实现控制结构的配置,其中包括交流矢量控制; ?可以配置使用各种运动和保护传感器(位置、速度、电流、转矩、电压、温度等); ?使用各种通讯接口,可以实现RS232/RS485通讯、CAN总线通讯; ?基于Windows95/98/2000/ME/NT/XP平台,强大功能的IPM Motion Studio 高级图形编程调试软件:可通过RS232快速设置,调整各参数与编程运动控制程序。其功能强大的运动语言包括:34种运动模式、判决、函数调用,事件驱动运动控制、中断。因此便于开发和使用。 ?可以通过动态链接库TMLlib,利用VC/VB实现PC机控制;也可以与Labview和PLC无缝连接,通过动态链接库,用户可以在上层开发电机的控制程序,研究控制策略。 运动控制系统设计

直流无刷电机及驱动器介绍

技术部 直流无刷电机及驱动器介绍 ---培训讲义 编制/整理:徐兴强 日期:2010-5-5

一、产品技术特点 1)既具有AC电机的优点:结构简单,运行可靠,维护方便等; 2)又具有DC电机的优点:调速性能好,运行效率高,无励磁损耗等; 3)同时,与DC有刷电机比较:无接触磨损,无火花,低噪音,无辐射干扰等;4)再有,与伺服电机比较:控制/驱动原理较简单,可灵活多变,且成本较低;有较高的成套性价比,实用性很强。 主要缺陷:低速启动时,有轻微震动;但不会失步(比较于步进电机)。 二、主要应用方面 1)在精密电子设备和器械中的应用 如:电脑硬盘的主轴驱动,激光打印机,复印机,医疗器械,卫星太阳能帆板驱动,医疗监控设备等。 2)在家用电器中的应用 如:空调器、洗衣机、电热器、吸尘器、电风扇、搅拌机等。 3)在电瓶车/牵引机中的应用 4)在工业系统中的应用 如:工业缝纫机、纺织印花机、等等;

5)在军事工业和航空航天中的应用 三、特殊功能与性能分析 # 典型特性曲线,如下: ##由以上特性曲线可知: 1)电机的最大转矩为启动和堵转时的转矩; 2)在同一转速下,改变供电电压,可以改变电机的输出转矩; 3)在相同转矩时,改变供电电压,可以改变电机的转速。 即:在驱动电路中,通过PWM方式改变供电电压的平均值,在保证转矩不变的情况下,可以实现对电机的平稳调速。 ###BLDC与AC交流感应式电机相比,具有如下优点: 1)转子采用永磁体,无需激励电流。故,同样的电功率,可以获得更大的机械功率; 2)转子无铜损,无铁损,发热更小; 3)启动、堵转时力矩大,更适合于阀门打开、关闭瞬间需要力矩大的场合; 4)电机的输出力矩与工作电压、电流成正比,从而可以简化力矩的检测电路,并更加可靠; 5)利用PWM调制方式改变供电电压的平均值,可以实现平稳调速,使调速、驱动功率电路更加简单,综合成本降低;

直流无刷电机驱动原理

直流无刷电机的工作原理 直流无刷电机的优越性 直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能,但直流电机的优点也正是它的缺点,因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能,则电 枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会 产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外,使用场合也受到限制。交流电机没有碳刷及 整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技 术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多,提升驱动电机的性能。微处 理机速度亦越来越快,可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直交坐标系统中,适当控制 交流电机在两轴电流分量,达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。 此外已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯片中,而且体积越来越小;像模拟/数字转换器(Analog-to-digital converter,ADC)、脉冲宽度调制(pulse wide modulator,PWM)…等。直流无刷电机即是以电子方式控制交流电机换相,得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。 直流无刷电机的控制结构 直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转 子极数(P)影响: N=120.f / P。在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直 流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器),控制定子旋转磁场的频率并将电机转子 的转速回授至控制中心反复校正,以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电 机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。 直流无刷驱动器包括电源部及控制部如图(1) :电源部提供三相电源给电机,控制部则依需 求转换输入电源频率。

DSP无刷直流电动机驱动控制程序

2.4 无刷直流电动机驱动控制程序 //########################################################################## ###/// //无刷电机控制源程序 //TMS320F2812 // //########################################################################## ### //===================================================================== //头文件调用 //===================================================================== #include "DSP28_Device.h" #include "math.h" #include "float.h" //===================================================================== //常量附值 //===================================================================== #define Idc_max 3000 //电流给定最大值 #define Idc_min 0 //电流给定最小值 //===================================================================== //标志位 //===================================================================== char Iab_Data=0; struct Flag_Bits { // bits description

无刷直流电机控制系统的设计

无刷直流电机控制系统 的设计 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

1引言无刷直流电机最本质的特征是没有机械换向器和电刷所构成的机械接触式换向机构。现在,无刷直流电机定义有俩种:一种是方波/梯形波直流电机才可以被称为无刷直流电机,而正弦波直流电机则被认为是永磁同步电机。另一种是方波/梯形波直流电机和正弦波直流电机都是无刷直流电机。国际电器制造业协会在1987年将无刷直流电机定义为“一种转子为永磁体,带转子位置信号,通过电子换相控制的自同步旋转电机”,其换相电路可以是独立的或集成于电机本体上的。本次设计采用第一种定义,把具有方波/梯形波无刷直流电机称为无刷直流电机。从20世纪90年代开始,由于人们生活水平的不断提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都向着高效率化、小型化及高智能化发展,电机作为设备的重要组成部分,必须具有精度高、速度快、效率高等优点,因此无刷直流电机的应用也发展迅速[1]。 无刷直流电机的发展概况 无刷直流电动机是由有刷直流电动机的基础上发展过来的。 19世纪40年代,第一台直流电动机研制成功,经过70多年不断的发展,直流电机进入成熟阶段,并且运用广泛。 1955年,美国的申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利,形成了现代无刷直流电动机的雏形。 在20世纪60年代初,霍尔元件等位置传感器和电子换向线路的发现,标志着真正的无刷直流电机的出现。 20世纪70年代初,德国人Blaschke提出矢量控制理论,无刷直流电机的性能控制水平得到进一步的提高,极大地推动了电机在高性能领域的应用。 1987年,在北京举办的德国金属加工设备展览会上,西门子和博世两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器,引起了我国有关学者的注意,自此我国开始了研制和开发电机控制系统和驱动的热潮。目前,我国无刷直流电机的系列产品越来越多,形成了生产规模。

51单片机直流无刷电机控制

基于MCS-51单片机控制直流无刷电动机 学号:3100501044 班级:电气1002 :王辉军

摘要 直流无刷电机是同步电机的一种,由电动机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。其定子绕组一般制成多相(三相、四相、五相不等),转子由永久磁钢按一定极对数(2p=2,4,…)组成。电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(P)影响: N=120.f / P。在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器),控制定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心反复校正,以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载围当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。 MCS-51单片机是美国英特尔公司生产的一系列单片机的总称,是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力的微处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入输出接口电路、定时计算器、串行通信口、脉宽调制电路、A/D转换器等电路集成到一块半导体硅片上,这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。 本论文将介绍基于MCS-51单片机控制直流无刷电动机的设计,它可以实现控制直流无刷电动机的启动、停止、急停、正反转、加减速等功能。 关键词:单片机,直流无刷电动机,控制系统

直流无刷电动机是在直流电动机的基础之上发展而来的,它是步进电动机的一种,继承了直流电动机的启动转矩大、调速性能好等特点克服了需要换向器的缺点在交通工具、家用电器及中小功率工业市场占有重要的地位。直流无刷电动机不仅在电动自行车、电动摩托车、电动汽车上有着广泛的应用,而且在新一代的空调机、洗衣机、电冰箱、吸尘器,空气净化器等家用电器中也有逐步采用的趋势,尤其是随着微电子技术的发展,直流无刷电动机逐渐占有原来异步电动机变频调速的领域,这就使得直流无刷电动机的应用围越来越广。 本设计就是基于MCS-51系列单片机控制直流无刷电动机,利用所学的知识实现单片机控制直流无刷电动机的启动、停止、急停、正反转,加减速等控制,并对直流无刷电动机运行状态进行监视和报警。详细介绍单片机的种类、结构、功能、适用领域和发展历史、未来前景及其直流无刷电动机的工作原理、控制结构等容,既着重单片机的基本知识、功能原理的深入阐述,又理论联系实际详细剖析单片机控制直流无刷电动机的过程。 1.直流无刷电动机的基本组成 直流无刷电动机是在直流电动机的基础上发展而来的,直流无刷电动机继承了直流电动机启动转矩大、调速性能好的优点,克服了直流电动机需要换向器的缺点,在交通工具、家用电器等生活的方方方面面占有重要的地位。 由于直流无刷电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点,故在当今国民经济各领域应用日益普及。 直流无刷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。其定子绕组一般制成多相(三相、四相、五相不等),转子由永久磁钢按一定极对数(2p=2,4,…)组成。图3-1所示为三相两极直流无刷电机结构。 三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联结,A、B、

无刷电机驱动器接线说明

无刷电机驱动器接线说明 RV GND 接蓝线(电位器短线) ALM SPEED AVI 接黄线(电位器短线)接5VDC 电压 BRK ENBL 拖出来的黑线粗线,一头接ENBL 插口,一头接速显装置的②接口 F/R REF- 黑线(电机上面的细线) HW 蓝线(电机上面的细线) 拖出来的红线(粗线)一头接HW 插孔,一头接速显装置上面的①接口 HV 绿线(电机上面的细线) HU 黄线(电机上面的细线) REF+ 红线(电机上面的细线) 红线(电位器短线) DC- DC+ U 黄线(电机上面的粗线) V 绿线(电机上面的粗线) W 蓝线(电机上面的粗线) 一, 电机和驱动器接线: 1,电机三根粗线,黄线,绿线,蓝线分别接驱动器上面的U,V,W 插孔。

2,电机的五根细线:黄线,绿线,蓝线分别接驱动器上面的HU,HV,HW 插孔;红线接REF+插孔,黑线接REF-插孔。 二,驱动器和电位器接线: 蓝线(电位器短线)接驱动器上面的GND插孔 黄线(电位器短线)接驱动器上面的AVI插孔 红线(电位器短线)接驱动器上面的REF+插孔 三,驱动器和速显装置: 拖出来的红线(粗长线)一头接驱动器上面的HW插孔,另一头接速显装置的①接口 拖出来的黑线(粗长线),一头接驱动器上面的ENBL插孔,另一头接速显装置的②接口。 速显装置电压设为220V,驱动器设为24V的电源。速度快慢对应的是103接口。 另外,上位机接F/R这个接孔,便可实现电机正反转。 1)无刷电机驱动器GND端子与ENBL端子已经短接,这个相当于是一个模拟电压,通过RV端子就可以调节转数,顺时针旋转变大,逆时针变小。 (2)调节电机的正反转,把GND端子与F/R端子短接即可。短接之后电机反转。

散热风扇v直流无刷电动机驱动电路完整版

散热风扇v直流无刷电 动机驱动电路 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

散热风扇12V直流无刷电机驱动电路 作者:佚名??文章来源:本站原创??点击数342??更新时间:2009-11-3 9:08:03??文章录入:随影清风??责任编辑:随影清风 电脑机箱内少不了大小几个散热风扇,电源盒里一个散热风扇、CPU一个散热风扇、显卡一个散热风扇,机箱上一般也有散热风扇。下面给出两款12V散热风扇无刷电机驱动电路 电源、机箱散热风扇电机驱动电路(两引线,无检测端口) CPU散热风扇电机驱动电路(三引线,带检测端口) 风冷散热器的工作噪音主要有三个来源:轴承的摩擦与振动、扇叶的振动、风噪。 1.轴承的摩擦与振动:不但产生噪音,而且影响性能,缩短器件寿命,降低能源利用效率,是产品设计中尽量解决的关键技术问题。 2.扇叶的振动:一般采用塑料制作的风扇扇叶具有一定的韧性,可以承受一定程度的物理形变,同样也会在推动空气过程中因受力发生振动,但幅度一般较小。另一种较为严重的振动则是由于扇叶质量分布不均,质心与旋转轴心存在偏心距所致。当扇叶面积(质量)或偏心距较大的情况下,可能会带动风扇甚至散热器整体发生振动,进而波及整个机箱。如果发生此类现象,则应怀疑风扇品质与工作状态。 3.风噪:流动的空气之间互相冲扰,与周围物体发生摩擦,叶片对气流的分离作用,周期性送风的脉动力等,都会产生噪音。空气流速越快,湍流越多,往往风噪也越大,而且会随着风速的提高呈加速度增大。普通的轴流风扇会在扇叶与外框间的空隙处产生反激气流,产生较大风噪的同时,更会对风量造成不利影响,也正因此出现了折缘、侧进风等改良设计。 噪音的主要影响就体现在使用者的身心健康与安全之上,而与噪音相伴的振动则可能导致芯片磨损、接口松动、盘片划伤等危及使用的现象。

无刷直流电机控制器的设计

无刷直流电机控制器的设计 3.1 无刷直流电机控制器的概述 无刷直流电动机兼有直流电动机调整和起动性能好以及异步电动机结构简 单无需维护的优点,因而在高可靠性的电机调速领域中获得了广泛应用。在电机转速控制方面,绝大多数场合数字调速系统已取代模拟调速系统。目前,数字调速系统主要采用两种控制方案:一种采用专用集成电路。这种方案可以降低设备投资,提高装置的可靠性,但不够灵活。另一种是以微处理器为控制核心构成硬件系统。这种方案可以编程控制,应用范围广,且灵活方便。 电机控制器是无刷直流电动机正常运行并实现各种调速伺服功能的指挥中心,它主要完成以下功能:对各种信号进行逻辑综合,以给驱动电路提供各种控制信号;产生PWM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;实现短路、过流、欠压、堵转等故障保护功能。 现代控制技术的发展与微处理器的发展息息相关,可以说,每一次微处理器的进步都推动了控制技术的一次飞跃。在微处理器出现之前,控制器只能由模拟系统构成。由模拟器件构成的控制器只能实现简单的控制,功能单一、升级换代困难,而且由分立器件构成的系统控制精度不高,温度漂移,器件老化严重,使得维护成本增高,限制了它的发展和应用范围。随着微处理器的迅速发展和推广,控制器由模拟式转换成了数模混合式,并进一步发展到全数字式,技术的进步使得许多模拟器件难以实现的功能都可以方便地用软件实现,使系统的可靠性和智能化水平大大提高。在电机转速控制方面,绝大多数场合数字调速系统已取代模拟调速系统。目前,数字调速系统主要采用两种控制方案:一种采用专用集成电路。这种方案可以降低设备投资,提高装置的可靠性,但不够灵活。另一种是以微处理器为控制核心构成硬件系统。这种方案可以编程控制,应用范围广,且灵活方便[9][10]。 控制器是电动自行车的驱动系统,它是电动自行车的大脑。其主要作用是在保证电动自行车正常工作的前提下,提高电机和蓄电池的效率、节省能源、保护

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