基于8051單片機無刷直流電機控制器畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學院（部）： 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月 日本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告姓 名專業(yè)班級指導(dǎo)教師 一、課題的名稱、來源1.課題名稱基于8051單片機無刷直流電機控制器設(shè)計2.課題來源 生產(chǎn) 科研 教學 其他二、研究意義、研究現(xiàn)狀、研究內(nèi)容、擬采用的研究思路與方法(可附頁)研究意義：現(xiàn)代社會中，電能是最常用且最為普遍的二次能源。而電機作為機電能量轉(zhuǎn)換裝置，經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展，其應(yīng)用范圍已遍及現(xiàn)代社會和國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域及環(huán)節(jié)。為了適應(yīng)不同的實際應(yīng)用，各種類型的電機應(yīng)運而生，其中包括直流電機、異步電機、同步電機、開關(guān)磁阻電機和各種其他類型的電機，其容量

2、小到幾毫瓦，大到百萬千瓦。相比之下，直流電機具有運行效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，但是傳統(tǒng)直流電機均采用電刷以機械方式換向，因而存在機械摩擦，使電機壽命縮短，并帶來了噪音、火花以及無線電干擾等問題，且制造成本高及維修困難。異步電機結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運行可靠、價格便宜，但其機械特性軟、啟動困難、功率因數(shù)低，不能經(jīng)濟地實現(xiàn)范圍較廣的平滑調(diào)速，且必須從電網(wǎng)吸收滯后的勵磁電流，從而降低電網(wǎng)功率因數(shù)。他控式變頻同步電機具有轉(zhuǎn)矩大、效率和精度高、機械特性硬等優(yōu)點，但調(diào)速困難、容易“失步”等弱點大大限制了它的應(yīng)用范圍。開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)子既無繞組也無永磁體，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，在低速時具有較大的轉(zhuǎn)矩，控制換

3、相時無上下橋直通等問題，但其噪聲和轉(zhuǎn)矩波動相對較大，這在某種程度上限制了該類型電機的推廣應(yīng)用。無刷直流電機在保持傳統(tǒng)直流電機優(yōu)越的調(diào)速性能基礎(chǔ)上，克服了原來機械換向和電刷引起的一系列問題，且具有效率高、功率密度大、功率因數(shù)高、體積小、控制精度高等明顯優(yōu)點。西方國家等發(fā)達國家，在工業(yè)自動化領(lǐng)域中，無刷直流電機的重要性得到體現(xiàn)，并漸漸取代了有刷直流電機。無刷直流電機已成為主流，也符合了當今技術(shù)的要求，在發(fā)達國家無刷直流電機作為執(zhí)行機構(gòu)已成為趨勢，比如美國、日本、德國等發(fā)達國家等已經(jīng)主要使用刷直流電機。從以上介紹可以知道：無刷直流電機在很多方面，優(yōu)越于有刷直流電機，它是科學技術(shù)的又一突破，之所以這么

4、說是因為無刷直流電機控制系統(tǒng)綜合了多科學科，它的驅(qū)動結(jié)合了電子技術(shù)知識，同時有用微處理器進行控制，對無刷直流電機的研究有非常重要的現(xiàn)實意義。研究現(xiàn)狀： 有刷直流電動機作為最早的電動機廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，由于其寬闊而平滑的優(yōu)良調(diào)速性能，在需要調(diào)速的應(yīng)用領(lǐng)域占有重要地位，但機械換相裝置的存在，限制了其發(fā)展和應(yīng)用范圍。直流電動機的機械電刷和換向器因強迫性接觸，造成其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差、火花、噪聲等一系列問題，影響了直流電動機的調(diào)速精度和性能?？茖W技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來了半導(dǎo)體技術(shù)的飛躍，開關(guān)型晶體管的研制成功為創(chuàng)造新型的無刷直流電動機帶來生機。“無刷直流電機”的概念已有最初的具有電子換相器

5、的直流電機發(fā)展到泛指一切具有傳統(tǒng)直流電機外部特性的電子換相電機?，F(xiàn)今，無刷直流電機集電機、變速機構(gòu)、檢測元件、控制軟件和硬件于一體，形成為新一代的電動調(diào)速系統(tǒng)。無刷直流電機具有最優(yōu)越的調(diào)速性能，主要表現(xiàn)在：調(diào)速方便（可無級調(diào)速），調(diào)速范圍寬，低速性能好（起動轉(zhuǎn)矩大，起動電流?。?，運行平穩(wěn)，噪音低，效率高，應(yīng)用場合從工業(yè)到民用極其廣泛。如電動自行車、電動汽車、電梯、抽油煙機、豆?jié){機、小型清污機、數(shù)控機床、機器人等。由于無刷直流電機具有這些優(yōu)點，因此在2004年的國際電機會議上提出了有刷電機將被無刷電機取代這一發(fā)展趨勢。我國目前是世界最大的永磁體（生產(chǎn)無刷電機的主要原材料）生產(chǎn)供應(yīng)基地，中國還將要

6、成為全球最大的無刷電機生產(chǎn)國。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，車用小功率電機的需求增長帶動了以永磁無刷直流電機為主體的車用小功率電機的興起，我國正在成為世界電動汽車制造業(yè)的主要供應(yīng)用。研究內(nèi)容：1.無刷直流電機在國內(nèi)外的發(fā)展水平和研究情況。2.無刷直流電機的原理及資料分析。3.無刷直流電機的選擇。4.無刷直流電機控制系統(tǒng)分析和確定。5.無刷直流電機的維護分析和故障處理。6.總結(jié)設(shè)計并寫出心得體會。研究思路與方法：該系統(tǒng)是基于atmel公司的產(chǎn)品at89c51單片機為cpu的速度控制系統(tǒng)，鍵盤輸入采用獨立式鍵盤，驅(qū)動電路采用lm621驅(qū)動電路模塊，用數(shù)碼管作為顯示部分來顯示速度等參數(shù)值，測速采用霍爾位置

7、傳感器。采用脈寬調(diào)制（pwm）技術(shù)控制電樞兩端的平均電壓進而達到調(diào)節(jié)直流機速度的目的。三、主要參考文獻1 孫旭東，王善銘.電機學.清華大學出版社，20062 黃俊,王兆安.電力電子變流技術(shù). 機械工業(yè)出版社，20043 余永權(quán),汪明慧,黃英.單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.電子工業(yè)出版社 ，20034 張立,黃兩一.電力電子場控器件及其應(yīng)用北京機械工業(yè)出版社，1995（參考文獻為專著的寫法）5 王季秩.無刷直流電機的現(xiàn)在和將來m.微特電機.1999.（參考文獻為專著的寫法）6 蔡耀成 無刷直流電動機中的霍爾位置傳感器m.微特電機.1999:55-67（參考文獻為專著的寫法）7 周屬德.永磁無刷直流電

8、動機設(shè)計中的幾個問題m.電機技術(shù).1996.（參考文獻為專著的寫法）8 黃友銳.單片機原理及應(yīng)用.合肥工業(yè)大學出版社，20069 王成元,夏加寬,楊俊友,孫益標.電機現(xiàn)代技術(shù).機械工業(yè)出版，200610 郁有文,常健,程繼紅.傳感器原理及工程應(yīng)用. 西安電子科技大學出版，200811 李嵐.電力拖動與控制. 機械工業(yè)出版社，201012 microchip pic18f72 datasheetr ，2002 microchip technology inc.（參考文獻為外文論文的寫法） 13 g.henneberger. brushless motors for electric and hybrid vehicles. machines and drives for electric and hybrid vehiclesr. 1996.（參考文獻為外文論文的寫法）進度安排2014年3月20日至4月2日：選擇課題，并著手于相關(guān)數(shù)據(jù)及文獻的收集。2014年3月20日至4月20日：確定論文題目，并動手完成開題報告，設(shè)計任務(wù)書。2014年4月21至5月10日：查閱相關(guān)文獻及數(shù)據(jù)，構(gòu)思系統(tǒng)基本框架、模型及研究思路，并最終確定初稿。2014年5月11日至6月3日：對文章進行修改，并