無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、本課題源自大連集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)化專項基金項目“電動自行車無刷直流電機控制器開發(fā)”。無刷直流電機控制系統(tǒng)集電機、逆變電路、檢測元件、控制軟件和硬件于一體，具有高可靠、高效率、壽命長、調(diào)速方便等優(yōu)點，在電動調(diào)速領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。電動自行車的發(fā)明和使用對解決燃油車造成的嚴重環(huán)境污染和緩解日益突出的能源危機問題有一定的現(xiàn)實意義。 根據(jù)項目參數(shù)要求，采用Mcrochip公司的PIC16F72單片機作為控制芯片，在硬件方面，進行了微控制單

2、元電路設(shè)計、邏輯互鎖電路設(shè)計、轉(zhuǎn)子位置信號采集電路設(shè)計、電源電路設(shè)計、升壓電路設(shè)計、系統(tǒng)硬件保護電路設(shè)計、三相全橋逆變電路設(shè)計、逆變器驅(qū)動電路設(shè)計和顯示電路設(shè)計。采用開關(guān)型霍爾傳感器作為電機轉(zhuǎn)子位置傳感器，微控制單元根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號向驅(qū)動電路傳遞PWM(脈寬調(diào)制)信號、逆變器上下臂驅(qū)動信號控制電機。 在軟件方面利用匯編語言，采用模塊化編程和結(jié)構(gòu)化編程。根據(jù)無刷直流電機的控制原理，對系統(tǒng)的控制部分進行了詳細分析。設(shè)計了系統(tǒng)狀態(tài)顯示

3、面板程序模塊。利用數(shù)字PI控制理論實現(xiàn)電機速度的閉環(huán)調(diào)制，提出了一種電機控制系統(tǒng)的接線模式自識別功能設(shè)計方案，能夠自動識別電機的換相角度、霍爾相位和電機輸出相位。在系統(tǒng)可靠性方面：設(shè)計了系統(tǒng)的欠壓、過流和堵轉(zhuǎn)保護。本文還對影響控制器和單片機系統(tǒng)可靠性的因素進行了分析，并且給出了解決方案。 本文所設(shè)計的無刷電機控制器實現(xiàn)了電動、定速、助力三種工作模式并且在系統(tǒng)出錯情況下具有自檢功能。保護功能較完善、硬件結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，具有升級