三相無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、三相無刷直流電機(jī)是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型電機(jī)，它利用電子換相代替機(jī)械換相，既具有直流電機(jī)的調(diào)速性能，又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并且體積小、效率高，在許多領(lǐng)域已得到了廣泛的運(yùn)用。 本文首先介紹了三相無刷直流電機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展及其控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，詳細(xì)論述了三相永磁無刷直流電機(jī)的構(gòu)成、運(yùn)行原理、特性分析和其轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的檢測方法；然后設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件電路及相應(yīng)軟件，最后對(duì)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試并分

2、析了影響系統(tǒng)可靠性的因素及給出了相應(yīng)解決的方案。 根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)、成本及靈活性等各方面的要求，本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了以Atmega8L。單片機(jī)及ECN30206集成驅(qū)動(dòng)器為核心的硬件平臺(tái)。Atmega8L單片機(jī)對(duì)由ECN30206構(gòu)成的功率驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行轉(zhuǎn)速PID閉環(huán)控制、并定時(shí)采集電流信號(hào)對(duì)電流進(jìn)行過流保護(hù)及采用Max7219串行顯示轉(zhuǎn)速、電流、相關(guān)故障信息，通過光電隔離對(duì)永磁無刷直流電機(jī)諸如轉(zhuǎn)向等控制及接收外部信息，通過RS

3、-485總線接口與外部其它系統(tǒng)交換信息、對(duì)各種信息進(jìn)行分析處理、協(xié)調(diào)各部分的工作。 在軟件方面編制了基于硬件平臺(tái)的程序，協(xié)調(diào)硬件工作。本控制系統(tǒng)軟件由一個(gè)前后臺(tái)系統(tǒng)外加兩個(gè)中斷服務(wù)子程序，前后臺(tái)主程序由對(duì)系統(tǒng)初始化模塊、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速計(jì)算及轉(zhuǎn)速PID閉環(huán)控制組成，初始化模塊主要對(duì)Atmega8L單片機(jī)三個(gè)定時(shí)器T0、T1、T2，ADC轉(zhuǎn)換器，通用串行口UART，輸入輸出I/O口的初始化，系統(tǒng)初始化之后再對(duì)無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算，

4、計(jì)算結(jié)果再與設(shè)定值進(jìn)行比較，將比較差值送PID控制器控制PWM的占空比來控制專用驅(qū)動(dòng)控制器ECN30206的VSP引腳電壓輸入，從而控制轉(zhuǎn)速，達(dá)到閉環(huán)控制的目的，中斷程序主要用來串行中斷接收上位機(jī)發(fā)來的無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)速設(shè)定值、定時(shí)中斷檢測電流及顯示轉(zhuǎn)速值及相關(guān)故障。 本文所設(shè)計(jì)的無刷直流控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速閉環(huán)PID控制、各種參數(shù)及故障的顯示。本控制系統(tǒng)保護(hù)功能較完善，硬件結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，主控制部分、驅(qū)動(dòng)部分