無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的研究

電氣自動(dòng)化論文編號(hào):ZD1123    論文字?jǐn)?shù):22575,頁(yè)數(shù):45

目  錄
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英文摘要 ii
目錄 iii
第一章     緒論 1
1.1  研究的背景及意義 1
1.2  國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
   1.2.1 無(wú)位置傳感器 2
     1.2.2 速度調(diào)節(jié) 3
     1.2.3 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制與最佳換向 3
     1.2.4 直流電機(jī)的啟動(dòng) 4
1.3  論文研究的主要內(nèi)容 4
第二章     無(wú)刷直流電機(jī)基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理 6
2.1  無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 6
 2.1.1 電動(dòng)機(jī)本體 6
 2.1.2 轉(zhuǎn)子位置傳感器 7
 2.1.3 逆變器 7
2.2  無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理 7
2.3  無(wú)刷直流電機(jī)的PWM調(diào)速系統(tǒng) 9
 2.3.1 PWM調(diào)速系統(tǒng)的基本工作原理 9
 2.4  位置傳感器及位置檢測(cè)方法 12
      2.4.1 開(kāi)關(guān)型霍爾集成傳感器 13
      2.4.2 霍爾器件在無(wú)刷直流電機(jī)中的使用 14
 2.5  本章小結(jié) 14
第三章     無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 15
3.1   無(wú)刷直流電機(jī)的選型 15
3.2   單片機(jī)選型 15
 3.2.1 PIC18F4455單片機(jī) 15
 3.2.2 PIC18F4455單片機(jī)特性 16
 3.3   外圍電路與基本寄存器配置 16
 3.3.1 振蕩器配置 16
 3.3.2 復(fù)位電路 17
3.4   逆變電路和專(zhuān)用集成電路（帶驅(qū)動(dòng)器） 20
 3.4.1 逆變電路 20
 3.4.2 專(zhuān)用集成電路Si9979 21
3.5   增強(qiáng)型PWM控制 22
 3.5.1  PWM周期 24
 3.5.2  PWM占空比 25
 3.5.3  PWM輸出配置 25
 3.5.4  PWM工作模式設(shè)定 25
 3.5.5  PWM輸出信號(hào)處理 25
  3.6   通用串行總線（USB） 26
 3.6.1  USB外設(shè)概述 26
 3.6.2  USB狀態(tài)和控制 26
 3.7   顯示電路設(shè)計(jì) 27
 3.7.1  顯示芯片概述 27
3.8   本章小結(jié) 28
第四章     無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 29
 4.1   件概述 29
 4.2   系統(tǒng)主程序 30
 4.3   系統(tǒng)子程序 31
 4.3.1  系統(tǒng)初始化模塊 31
 4.3.2  A/D采樣子程序 31
 4.3.3  PWM子程序 33
 4.3.4  計(jì)算子程序 37
 4.3.5  延時(shí)子程序 37
 4.4   本章小結(jié) 37
第五章     總結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 39
致謝 40

摘     要

 無(wú)刷直流電機(jī)（BLDCM）是一種發(fā)展迅速的新型電機(jī)，與傳統(tǒng)直流電機(jī)相比，它利用電子換相代替機(jī)械換相，使得結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，運(yùn)行更加可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備運(yùn)行效率高、噪聲低、無(wú)勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)。而且體積小、效率高。在當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)、軍工行業(yè)、航天、家用電器等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著新型大功率器件的發(fā)展，性能更好的永磁材料，以及價(jià)格的降低和先進(jìn)控制技術(shù)的應(yīng)用，直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)將會(huì)有更大的發(fā)展。
 本文以無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制器為研究對(duì)象，首先介紹了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展及其控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，較詳細(xì)地論述了無(wú)刷直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，調(diào)速系統(tǒng)和位置傳感器及檢測(cè)方法。主要研究了基于PIC18F4455單片機(jī)的的控制系統(tǒng)的方案，采用專(zhuān)用集成芯片Si9979，開(kāi)關(guān)器件采用適合中小功率電機(jī)的功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET），單片機(jī)采用增強(qiáng)型PWM調(diào)速模式控制電機(jī)，控制在PWM輸出端有GAL芯片保護(hù)，防止上下橋臂直通。然后針對(duì)方案設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的硬件電路，軟件部分以及相關(guān)的電路設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電機(jī) PIC單片機(jī) 增強(qiáng)型PWM

Abstract
 Brushless DC Motor (BLDCM) is a rapid development of a new type of motor, as compared with the traditional DC motor, which replace the use of electronic machines for mechanical phase, making the motor’s structure more simple and reliable operation, easy maintenance, etc., also have operation of high efficiency, low noise, as well as non-excited and good speed performance. And small size, high efficiency. In today's national economic departments, the military industry, aerospace, household appliances and so on have been widely used. And with the development of new high-power devices, to improve the performance of permanent magnetic materials, the price reduction, control technology, brushless DC motor is bound to be greater development.     In this paper, brushless DC motor controller for the study, first introduced at home and abroad, brushless DC motor control system development and research, are discussed in more detail BLDCM the basic structure and working principle, speed control system and the location of sensors and detection methods. Major research PIC18F4455 microcontroller-based control system program, using Application Specific Integrated Chip Si9979, switching power devices are suitable for small and medium-sized electric power field-effect transistor (MOSFET), using of an enhanced single-chip PWM mode control motor speed. PWM output have the GAL chip protection against arm straight up and down the bridge. And then the program is designed for control system hardware, software and related circuit design.
 
Keywords: BLDCM  PIC Single-chip  Enhanced PWM