三相無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、廣東工業(yè)大學(xué)碩 士學(xué)位論 文三相無刷直流電機(jī)控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓名 :孫心華申請(qǐng)學(xué)位 級(jí)別 :碩士 專業(yè):電力電子與 電力傳動(dòng)指導(dǎo)教師:童懷20080501摘要摘要三楣無刷直流電機(jī)是近年來迅速發(fā) 展起來的一種新型電機(jī) ,它剃用電子挨耀 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 了三相無捌直流電機(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)

2、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 并分析了影響系統(tǒng) 可靠性的睽素及給 毒了相 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Atmega8Li1片機(jī)及ECN30206 集成驅(qū)動(dòng)器為核心的硬件平臺(tái)。Atmega8L單片楓對(duì)蠢ECN30206構(gòu)成豹功率驅(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- 485總線接蹬與外部其它系統(tǒng) 交 換信怠、對(duì)各種信息進(jìn) 行分析

3、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)前意念系 統(tǒng) 努加兩個(gè)中斷服務(wù)子程序 ,前看臺(tái)主程序豳 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，通用用行口 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 ,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弓唧電壓輸入，從而控制轉(zhuǎn)速，達(dá)到閉環(huán)控制的目的，中斷

4、程序 主要懲來睪 行中斷接收上位楓發(fā) 來的無刷直流電 機(jī) 轉(zhuǎn) 向及 轉(zhuǎn) 速 設(shè) 定僮、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) 部分及 顯 示部分用 戶 可以任意 選擇 使用。廣東工業(yè)人學(xué)工學(xué) 碩上學(xué)位 論文關(guān)鍵詞:三相無刷直流 電機(jī);Atmega8L單片機(jī)； ECN30206集成驅(qū)動(dòng)器;PID閉環(huán)控制AbstractAb stractThreephase brushless DCmotor(BLDC

5、Mwith permanentexcitation,whose electrical commutator iS used to instead ofmechanical,hasnot only the same good characteristicsof speedcontrol astraditional DC motor,but alsothe good characteristics of AC Motor suchas structuresimple,operation reliable, maintenancefriendly.Brushless DC motor hasset

6、wide application due toits high power density,easeto control,high efficiency over wide speed range.The paperfirstly introduced the study status of permanent magnetbrushless DC motor in home and abroad,andthendiscussed its structure,operationprinciples, characteristicsas well asits rotor position sig

7、nal detection methodsin detail;secondly, designedthe control system' hardware andsoftware accordingly;越last debuggedthe control system,analyzedthe factorsaffecting the reliability of the system and gavethe correspondingsolutions.According to the requirementsof control systemsuchas design paramet

8、ers,cosatnd flexibility,this paper designed Atmega8L SCMand ECN30206integrateddriver as the core hardwareplatform.Atmega8L SCM posedrotation speedPID closed loop control on the systemandregularly collecting currentsignalfor the current over current protection;usedthe Max7219serial display the curren

9、t,relatedto fault information;controlled Permanentmagnetbrushless DCmotor S rotate direction and receivedexternal information,through the isolation of the photoelectric;exchanged information,analyzed and processedthe various information,coordinated various parts working through the RS 485businterfac

10、e with other outsidesystems.This paper compiled a program based on the hardwareplatform to coordination with the hardware.Thesoftware of the control system is comprisedby onefore.and aft platform main program and two interrupt service subprogram.The fore.and-爨platform main program ismadeup by thesys

11、teminitialization module, the rotor speed computing and PID speedclosed loop control component.The system廣東工業(yè)人學(xué)工學(xué) 碩士學(xué)位 論文initialization module mainly initializes the three timers,A/D converter,serial UART, I/O pins.After systeminitialization,the main program computesthe BLDC S rotor speed and compar

12、ed to thesetspeedvalue andthen it sendthe error to the PID contr01.The PID controller will change the voltage of theECN30206integrateddriverS VSP pins according to the duty cycle ofPWM.In this way the rotor speedwas controlled accord with the users setting value.Oneof the interrupt subprogrammainly

13、usedto receive the control order from the external system,which composedof rotor direction, rotor speedvalue.Theother is mainly used to detect thecurrentanddisplay the speed and relatedfailures regularly.In this paper,thebrushless DCmotor control systemachievedtherotor direction, speedclosed loop PI

14、D control,and various parametersdefect display.The control systemhas a perfectprotection,simple hardwarestructure,lowercost.The main control section,driver section anddisplay sectioncan choose arbitraryby the user. Keywords:Three phaseBLDC motor; Atmega8L micro-C; ECN30206integrated driver;PID close

15、d-loop control廣東工業(yè)人學(xué)工學(xué)碩L學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng) 性聲明秉承學(xué)校 嚴(yán)謹(jǐn) 的學(xué) 風(fēng) 與優(yōu) 良的科學(xué)道德,本人聲明所呈交的 論文是我個(gè)人在導(dǎo)師 的指 導(dǎo)下進(jìn) 行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知 ,除了文中特別 加以標(biāo)注和致 謝 的地方外 ,論文中不包含其他人已 經(jīng)發(fā) 表或撰寫過 的研究成果,不包 含本人或其他用途使用過 的成果。與我一同工作的同志對(duì) 本研究所做的任何 貢 獻(xiàn)均已在 論文中作了明確的 說 明 ,并表示了謝 意。本學(xué)位 論文成果是本人在廣東 工 業(yè) 大學(xué) 讀書 期 間 在 導(dǎo)師 的指 導(dǎo) 下取得的,論文成果歸 廣 東 工 業(yè) 大學(xué)所有。申請(qǐng)學(xué)位 論文與 資料若有不實(shí)之處

16、,本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任 ,特此聲明。l l指導(dǎo)教師簽 字:翟.牝論文作者簽字銅、后紗磚 年歹月 矽 日第一章 緒論1.1 課題 依據(jù)及意 義第1章緒論無刷直流 電 機(jī)是近幾年來小 電 機(jī)行 業(yè)發(fā) 展最快的品種之一,隨著 視 聽產(chǎn) 品小、 輕 、薄化和家 電產(chǎn) 品的靜音 節(jié)能化以及豪華型轎車 需求量增多 ,無刷直流 電動(dòng) 機(jī)需要量迅速增加;無刷直流 電 機(jī)用 電 子換 向替代了 電 刷和 換 向器 ,具有高可靠、高效率、壽命長 、 調(diào) 速方便、低噪音等優(yōu) 點(diǎn)。國內(nèi)近年來在無刷直流電 機(jī)的 設(shè)計(jì) 及控制方面有很多的研究,但與國外成熟的產(chǎn) 品相比還 有很多地方值得提高 , 并且很多無刷直流電 機(jī)生

17、產(chǎn) 商都沒有給 出具體的控制方案,因此在無刷直流電 機(jī) 控制方面的研究是非常有必要的。由于無刷直流電 機(jī)具有體 積 小、重量 輕 、效率高、 調(diào) 速性能好、 轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量小、沒有勵(lì)磁 損耗等 問題,因此在各個(gè)領(lǐng) 域具有廣泛的應(yīng) 用前景。一方面,無刷直流電機(jī)與其他異步 電 機(jī)相比具有明 顯 的 優(yōu)勢 如反 饋 裝置更 簡單 、功率密度更高、 輸 出 轉(zhuǎn) 矩更大、并且電 機(jī)和逆 變 器各自的潛力得到充分的 發(fā)揮 ,因此無刷直流電 機(jī) 的應(yīng) 用和研究得到了前所未有的重 視 。據(jù) 資 料 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì) 表明無刷直流電 機(jī)的使用每年以 較 高比例增長 。另一方面無刷直流電 機(jī)與有刷直流電 機(jī)相比有更多的 優(yōu)

18、點(diǎn)如 電機(jī)本體 結(jié)構(gòu)簡單 、運(yùn)行 時(shí)無火花、 電磁干 擾小,無噪聲等,因此具備廣泛 應(yīng) 用前景。 n 3目前在家用 電器方面 ,大多使用異步 電機(jī),但是隨著人們生活水平的提高 對(duì)各種家 電 的質(zhì)量、性能提出了更高的要求;隨著能源的日益匱乏特 別是燃油方面,對(duì) 高效 節(jié) 能也有更高的要求,國家十一五計(jì) 劃也明確提出 過 限制耗能 產(chǎn)業(yè)發(fā) 展 ,因此采用無刷直流電 機(jī)來代替性能差、效率低的異步電動(dòng) 機(jī)成 為 大 勢 所 趨 。 現(xiàn) 在在高檔 電 扇中已 經(jīng)采用了無刷直流電機(jī) ,在新一代的空調(diào) 、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵 器等家 電 中已逐 漸用無刷直流電 機(jī)取代了異步 電動(dòng)機(jī) ,因此研究無刷直流電 機(jī)

19、及其控制意義 重大。廣東工業(yè)人學(xué)工學(xué) 碩上學(xué)位 論文1.2 無刷直流電 機(jī)的 發(fā) 展電 機(jī)作 為 主要的能量轉(zhuǎn)換 裝置,已被廣泛應(yīng) 用于家用 電 器、信息 處理 設(shè)備 、汽 車 工 業(yè) 、機(jī)器人等各個(gè)領(lǐng) 域。直流 電 機(jī)具有 優(yōu) 秀的 線 性機(jī)械特性、 寬 的 調(diào) 速范圍 、大的啟 動(dòng)轉(zhuǎn) 矩、 簡單 的控制電 路等優(yōu) 點(diǎn)被廣泛應(yīng) 用于于各種 驅(qū)動(dòng) 裝置和伺服系 統(tǒng) 中 ,但是直流電 機(jī)是依靠 換 向器和機(jī)械電 刷 進(jìn) 行 換 向 ,由于換 向器和電 刷的接觸,使直流電 機(jī) 結(jié) 構(gòu)復(fù) 雜 、可靠性差、 變化的接觸 電 、 產(chǎn) 生 電 火花、 電 磁干 擾 ,噪聲等一系列 問題 、影響了直流電 機(jī)

20、的性能。因此從上個(gè)世紀(jì) 以來人 們 就開始研究一種不用機(jī)械 電刷和換向器的直流電機(jī)。195的三，美國D.Harrison等人首次 成 功的 實(shí)現(xiàn) 了用晶體管換 向 線 路代替有刷直流電 機(jī)機(jī)械電 刷 ,這標(biāo)志著 現(xiàn)代無刷 直流電機(jī)的誕生。心1二十世 紀(jì)六十看年代以來,由于高性能新型永磁材料、大功率開關(guān)器件、模擬和數(shù)字 專 用集成 電 路、微 處 理技 術(shù) 、 現(xiàn) 代控制理論 的 發(fā) 展 , “無刷直流 電 機(jī) 的 概念已由最初的具有電子換 向的直流電動(dòng) 機(jī)發(fā)展到泛指一切具有 “有刷直流 電 機(jī)” 外部特性的 電 子 換 向 電 機(jī)。無刷直流 電動(dòng) 機(jī)真正 進(jìn)入 實(shí) 用 階 段是從1978年開始

21、, 當(dāng) 時(shí) 前德國某公司在漢諾 威 貿(mào) 易博 覽會(huì)上,正式推出一款經(jīng)典無刷直流 電動(dòng) 機(jī)及 其驅(qū)動(dòng)器。80年代, 國 際上開展了深入的研究 ,先后研制成方波無刷直流電機(jī)和 正弦波無刷直流 電動(dòng)機(jī),在10多年的時(shí)間里,無刷直流電動(dòng) 機(jī)在國 際上已得到 較為 充分的 發(fā)展,在一些 較為發(fā) 達(dá)的國家里,無刷直流 電動(dòng) 機(jī)將在未來幾年內(nèi)成為主導(dǎo)電動(dòng) 機(jī),并逐步取代其他類型的 電動(dòng) 機(jī)。 現(xiàn)在許多高檔精密型產(chǎn) 品都用無 刷直流 電機(jī), 日本的不少公司已將無刷直流電 機(jī) 應(yīng) 用到數(shù) 碼 照相機(jī)、微型收錄 機(jī)、攝 影機(jī)、打印機(jī)、存 儲(chǔ)驅(qū)動(dòng) 器、手機(jī)以及汽車 空 調(diào) 、洗衣機(jī)、吸塵 器、 電動(dòng)車 、 心 臟泵

22、 等 領(lǐng) 域。1.3 無刷直流電 機(jī)控制系統(tǒng) 研究 現(xiàn) 狀現(xiàn)階 段國內(nèi)外無刷直流電 機(jī)控制的研究主要包括轉(zhuǎn) 子位置 檢測 及功率開關(guān)管的狀態(tài)切換、速度調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的抑制、無刷直流電機(jī)的起動(dòng)。兒釘一"m力一、 轉(zhuǎn) 子位置 檢測 及開關(guān)狀 態(tài) 切 換2第一章 緒論無刷直流 電 機(jī)的運(yùn)行是通過 逆 變 器功率器件隨轉(zhuǎn) 子的不同位置相 應(yīng) 地改 變其不同的開關(guān)管組 合狀 態(tài)來實(shí)現(xiàn) 的,因此準(zhǔn)確 檢測轉(zhuǎn) 子的位置并根據(jù)轉(zhuǎn)子位置準(zhǔn)時(shí) 切 換 功率器件的開關(guān)組 合狀 態(tài) 是控制無刷直流電 機(jī)正常運(yùn)行的關(guān)鍵 。1、用位置 傳 感器 檢測轉(zhuǎn) 子位置及開關(guān)狀態(tài) 切 換利用 傳 感器得到的不同位置信號(hào)經(jīng)

23、過門電 路、模 擬 開關(guān)或 專 用芯片就可以得到不同的開關(guān)邏輯 信號(hào) ,實(shí)現(xiàn) 開關(guān)狀 態(tài) 的自 動(dòng)切換,隨著微 處理器的 應(yīng)用 ,也可 以通 過軟 件來 進(jìn)行切 換 ,無刷電 機(jī)常用的位置傳 感器有磁 電 感應(yīng) 式、磁敏式和光電式。磁 電式位置 傳感器既笨重又復(fù)雜 ,在方波 電機(jī)中早已被淘汰。磁敏式霍爾 位置 傳感器由于體 積小 ,簡單可靠的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。光 電 式如光 電碼盤 因高 精度的特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于伺服系 統(tǒng) 中。但位置 傳感器的使用增加了 電機(jī)的體 積 , 且需要多根信號(hào)線 ,這給無刷直流 電機(jī)的微型化 帶來了困 難 ,也增加了 電機(jī)制造 的工藝 要求和成本。2、無位置傳 感器

24、檢測轉(zhuǎn) 子位置及開關(guān)狀態(tài) 切 換為 了省去位置傳感器,根據(jù)各相反電勢 隨 轉(zhuǎn) 子位置改變 的原理有些專 家提出了端 電壓檢測法 ,把三相端電壓經(jīng) 低通 濾波器延時(shí)90度 電角度,再經(jīng) 比較電路得 到開關(guān) 邏輯 信號(hào)。但 該 方法存在著低通濾 波器在電 機(jī)低速時(shí) 延 對(duì) 不足90度 電 角度的情況 ,導(dǎo)致觸 發(fā)信號(hào)提前切 換,對(duì)電 機(jī)電流、 轉(zhuǎn)矩產(chǎn) 生較大的影響 ,嚴(yán)重時(shí)甚 至?xí)?電機(jī)失步。因此,又有人在此基礎(chǔ)上進(jìn) 行補(bǔ)充,低速 時(shí),采取三相端電 壓兩兩比 較直接得出觸發(fā)邏輯 信號(hào)的方法,在整個(gè)運(yùn)行段,根據(jù)不同的轉(zhuǎn)速,在 兩個(gè)位置 檢測電 路之 間進(jìn) 行切換 。隨著微處 理器的應(yīng) 用 , 利

25、用 軟 件的延 時(shí)對(duì) 方法可以完全簡 化端電壓檢測 法的位置 檢測電 路。沈建新在電 工 報(bào)發(fā) 表文章提出用三相端電壓和比較電壓間接得到繞組反電勢的過零點(diǎn)，然后用軟件延遲1/12周期的 時(shí)間 再切換 觸 發(fā) 信號(hào)。但由于凸極電 機(jī)中 電 樞反 應(yīng) 和 檢測電路 濾 波器的影響會(huì)導(dǎo)致 電機(jī)超前或滯后換流,因此他又發(fā)表了一文章對(duì)此進(jìn) 行了修正 ,并取得了良好的效果?！岸?電壓檢測法 ”雖能完成 轉(zhuǎn)子位置的 檢測 ,但由于繞組 的反 電勢 正比 于轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)速,因此 ,在低速 時(shí)就很 難檢測 到反 電勢 而會(huì) 導(dǎo)致電機(jī)失步。二、速度 調(diào)節(jié)根據(jù)無刷直流電機(jī)的機(jī)械特性轉(zhuǎn)速 為 :n=(u-AU-IaV

26、?ray/Ke (1 1廣東工業(yè)大學(xué)T學(xué)碩卜學(xué)位論文因此可以通過調(diào)節(jié)端電壓U或定子電流Iav來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。有學(xué)者介紹了利用降 壓 型載 波 電路和兩象限載 波 電路來 進(jìn)行 調(diào) 速的兩種方法,兩象限 電路由于可以很快地控制電 流 ,因此其動(dòng)態(tài) 性能 遠(yuǎn)遠(yuǎn) 高于只是靠通過調(diào)節(jié) 端 電壓 來調(diào) 速的降 壓 型 電 路 ,且前者還有回饋制動(dòng)的功能，電流脈動(dòng)也比后者小得多。也有人提出了用 PWM信 號(hào)作為功率器件的觸發(fā)信號(hào)，用調(diào)節(jié)PwM信號(hào)的占空比的方法來 調(diào)速，該方法可以 直接控制 電機(jī)的相電流,因而 調(diào)速性能更佳,也可以很好地抑制電流的脈 動(dòng)。高性能的 調(diào) 速系 統(tǒng),尤其是速度伺服系統(tǒng) ,需要有一適

27、合于系統(tǒng) 的控制策 略,即速度調(diào)節(jié)器。大部分系統(tǒng)采用了數(shù)字PID調(diào)節(jié)器，但這對(duì)交流伺服系統(tǒng)有一定的 局限性，因些就有專家采用PID控制與模糊控制相 結(jié)合的Fuzzy-PID控制對(duì)速度 環(huán)進(jìn)行控制，取得了良好的效果，使系統(tǒng)具有Fuzzy和PID控制的雙重優(yōu)點(diǎn)，且 在不 同的 負(fù)載 下具有 較強(qiáng) 的 魯 棒性。無刷直流電 機(jī)是一個(gè)多 變 量、非 線 性、 強(qiáng) 耦 合的對(duì) 象 ,因此利用模糊控制、神經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò)控制、 專 家系 統(tǒng) 等具有自學(xué) 習(xí) 、自適 應(yīng) 、 自 組織功能的智能控制來進(jìn)行對(duì) 無刷直流 電機(jī)的控制是一種有效的手段,這 也是 高性能伺服系 統(tǒng)發(fā) 展的 趨勢 。但 僅僅對(duì) 速度的控制是遠(yuǎn)

28、遠(yuǎn)滿 足不了伺服系 統(tǒng) 的要 求的 ,要提高系 統(tǒng) 的性能,必須對(duì)電機(jī)的 轉(zhuǎn)矩 進(jìn)行控制。三、 轉(zhuǎn) 矩脈 動(dòng) 的抑制伺服系 統(tǒng) 的控制關(guān) 鍵 是對(duì)轉(zhuǎn) 矩的控制 ,但由于各種原因引起的 轉(zhuǎn) 矩脈 動(dòng)問題 嚴(yán) 重影響了無刷直流電 機(jī)在交流伺服系 統(tǒng) 中的 應(yīng) 用 ,尤其在直接驅(qū)動(dòng)應(yīng) 用的 場合 ,轉(zhuǎn) 矩脈 動(dòng) 使 電 機(jī)速度控制特性極度惡 化。因而,抑制 轉(zhuǎn) 矩脈動(dòng) 成 為 提高伺服系統(tǒng) 性能的關(guān) 鍵 。 對(duì) 于 齒 槽效 應(yīng) 和磁通畸 變 引起的 轉(zhuǎn) 矩脈 動(dòng) 的抑制有關(guān)專 家提出了除從電 機(jī) 設(shè)計(jì) 的角度 進(jìn) 行改善外 還 要采用 轉(zhuǎn) 矩 閉環(huán) 控制 ; 對(duì) 于相 電 流 換 向引起的 轉(zhuǎn) 矩

29、 脈動(dòng)的抑制有關(guān)專家提出了用滯環(huán)控制和PWM控制來抑制電機(jī)低速段的轉(zhuǎn)矩脈 動(dòng) 的方法,實(shí)驗(yàn)中也取得效果,但沒有 對(duì)電 機(jī)高速段的 轉(zhuǎn)矩脈 動(dòng)提出相 應(yīng)的 辦法。四、無刷直流電 機(jī)的起 動(dòng)對(duì) 于有位置 傳 感器的無刷直流電 機(jī)來 說 ,順 利起 動(dòng) 是不存在什么 問題 了。但對(duì) 于靠反 電勢進(jìn) 行位置 檢測 的無位置 傳 感器的無刷直流電 機(jī)來 說 , 由于靜止 時(shí) 不產(chǎn) 生反 電勢,從而使得怎樣順 利起 動(dòng) 成了控制無位置傳 感器的無刷直流電 機(jī)的重 M«. 一， QB建“ K.1 4wnMRW)lH5 4SI9r)aii4inWiBK：«Jt4VI«atrj ,

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55、電機(jī)控制系 統(tǒng) 目前主要有三種控制方式:專用集成電路芯片控制 ; 單片機(jī)控制；高速DSP空制。以專用集成電路芯片為核心的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但不 能靈活的控制各種參數(shù)；以高速DSP為核心的控制系統(tǒng)精度高、速度快，但開發(fā)周 期長,成本高,但對(duì)于實(shí)時(shí) 需推出新 產(chǎn) 品及成本控制 嚴(yán)格的空 調(diào)電 機(jī)不宜 采用 ;以單 片機(jī) 為 核心的控制系統(tǒng) 具有價(jià)格低,片內(nèi) 資 源豐富, 且可以靈活的 編 制程序控制用此本空調(diào)用三相永磁無刷直流 電機(jī)控制系統(tǒng)采用Atmel公司的AVR系列單片 機(jī)作 為 主控制芯片,以日立公司 專用集成芯片 為驅(qū)動(dòng)電 路。3.2 單片機(jī) 選擇3.2.1 單片機(jī)的選擇 依據(jù)1 .抗干

56、擾能力。由于 電機(jī)工作 時(shí)會(huì) 產(chǎn) 生磁 場 ,且比 較惡 烈 ,這就要求單 片機(jī)能抵制 這 方面的干擾 ,否 則 無法正常工作。2 .價(jià)格因素。對(duì)于空 調(diào)電 機(jī)成本是關(guān)鍵 ,因此 單 片機(jī)價(jià)格極 為 重要 ,所以要選 一種性價(jià)比比 較 高的 單 片機(jī)及其開發(fā) 平臺(tái)。3 .保密因素。電 子 產(chǎn)器保密因素是一個(gè)非常重要的問題,開發(fā) 的 產(chǎn) 器被 競爭對(duì)手享用,使競爭處于不利位置,因此所 選單 片機(jī)要有良好的加密功能4 .片上 資源。要 選擇 片上 資源豐富的單 片機(jī),比如支持在線調(diào)試 、下 載 功能 ,有 A/D 轉(zhuǎn)換 模 塊 等。對(duì) 于本系統(tǒng) 最起 碼 要有捕捉及PWM 波功能。3.2.2 AVR單片機(jī)微處理器介紹AVR單片機(jī)是1997由Atmel公司研發(fā)出的增強(qiáng)型內(nèi)置Flash®序存儲(chǔ)器的第3章空 調(diào) 三相無刷直流電機(jī)控制系 統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì)精簡指令集CPU(ReducedInstruction Set CPU的高速單片機(jī)。AVR單片機(jī)可 以廣泛 應(yīng) 用于 計(jì) 算機(jī)外部設(shè)備 、工 業(yè)實(shí)時(shí) 控制、儀 器 儀 表、通信設(shè)備 、家用 電 器等各 處領(lǐng) 域。可靠性高、功能強(qiáng) 、速度快、功耗低和價(jià)位低,一直是衡量單片機(jī)性能的重要指 標(biāo) ,可是 單 片機(jī)占領(lǐng) 市 場 、 賴 以生存的必要條件。早期