直流无刷电机控制系统设计毕业论文

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1、武汉理工大学网络与继续教育学院毕业设计（论文）网络与继续教育学院毕业论文论文题目：直流无刷电机控制系统设计学校：武汉理工大学专业：电气自动化2013级姓名：指导老师：完成设计时间：二0一五年五月21武汉理工大学网络与继续教育学院毕业设计（论文）目录摘要2第1章概述31.1直流无刷电动机的发展概况31.2研究背景及意义31.3国内外研究现状4第2章直流无刷电动机控制系统设计方案62.1直流无刷电动机系统的组成62.1.1位置检测器72.1.2控制器72.2直流无刷永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较72.3直流无刷电动

2、机的运行特性82.3.1机械特性82.3.2调节特性92.3.3工作特性102.4直流无刷电动机的应用与研究动向103直流直流无刷电机控制系统的设计123.1直流无刷电机控制系统的设计123.2设计方案比较133.3直流无刷电动机控制系统组成框图144直流无刷电机控制系统的软件设计及电路设计164.1系统功能的实现164.2软件流程图164.3直流无刷电机的电路设计184.3.1开关电路的设计184.3.2保护电路的设计184.3.3驱动电路的设计194.3.4反馈电路的设计204.3.5电源电路的设计20参考文献2

3、121武汉理工大学网络与继续教育学院毕业设计（论文）摘要传统的有刷直流电机采用机械换向，导致换向不良，严重时会产生火花，调速范围较窄，维护量大。而直流无刷电机以电子线路代替电刷进行换向，具有结构简单、运行可靠、易于控制等优点，因此在直流无刷电机方面做出积极的研究是很有意义的。本文先对直流电机控制系统的相关背景、研究该课题的意义和目的、现阶段国内外直流无刷电机的研究现状进行了简要介绍。接着介绍和分析了整个直流无刷电机控制系统的整体功能和架构。然后介绍了系统的硬件系统，并对关键的模块进行分析。最后，对软件系统的原理进行了

4、分析、说明。最终可通过触摸按键操作ZTM串口屏，对无刷电机的各种参数进行设置，稳定可靠地控制电机工作。直流无刷电机的基础是有刷直流电机，直流无刷电机是在其基础上发展起来的。现在直流无刷电机在各种传动应用中虽然还不是主导地位，但是直流无刷电机已经受到了很大的关注。自上世纪以来，人们的生活水平在不断地提高，人们在办公、工业、生产、电器等领域设备中越来越趋于小型化、智能化、高效率化，而作为所有领域的执行设备电机也在不断地发展，人们对电机的要求也在不断地改变。现阶段的电机的要求是高效率、高速度、高精度等，由此直流无刷电机的应

5、用也在随着人们的要求的转变而不断地迅速的增长。本系统的设计主要是通过一个控制系统来驱动直流无刷电机，主要以DSPIC30F2010芯片作为主控芯片，通过控制电路采集电机反馈的霍尔信号和比较电平然后通过编程的方式来控制直流无刷电机的速度和启动停止。关键词：直流无刷电机控制系统；21武汉理工大学网络与继续教育学院毕业设计（论文）第1章概述1.1直流无刷电动机的发展概况直流无刷电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的，这一渊源关系从其名称中就可以看出来。有刷直流电动机从19世纪40年代出现以来，以其优良的转矩控制特性，在

6、相当长的一段时间内一直在运动控制领域占据主导地位。但是，有机械接触电刷-换向器一直是电流电机的一个致命弱点，它降低了系统的可靠性，限制了其在很多场合中的使用。为了取代有刷直流电动机的机械换向装置，人们进行了长期的探索。早在1917年，Bolgior就提出了用整流管代替有刷直流电动机的机械电刷，从而诞生了直流无刷电机的基本思想。1955年美国的D.Harrison等首次申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利，标志着现代直流无刷电动机的诞生。直流无刷电动机的发展在很大程度上取决于电力电子技术的进步，在直

7、流无刷电动机发展的早期，由于当时大功率开关器件仅处于初级发展阶段，可靠性差，价格昂贵，加上永磁材料和驱动控制技术水平的制约，使得直流无刷电动机自发明以后的一个相当长的时间内，性能都不理想，只能停留在实验室阶段，无法推广使用，1970年以后，随着电力半导体工业的飞速发展，许多新型的全控型半导体功率器件（如GTR、MOSFET、IGBT等）相继问世，加之高磁能积永磁材料（如SmCo、NsFeB）陆续出现，这些均为直流无刷电动机广泛应用奠定了坚实的基础，直流无刷电动机系统因而得到了迅速的发展。在1978年汉诺威贸易博览会上

8、，前联邦德国的MANNESMANN公司正式推出了MAC直流无刷电动机及其驱动器，引起了世界各国的关注，随即在国际上掀起了研制和生产直流无刷系统的热潮，这业标志着直流无刷电动机走向实用阶段。随着人们对直流无刷电动机特性了解的日益深入，直流无刷电动机的理论也逐渐得到了完善。1986年，H.R.Bolton对直流无刷电动机作了全面系统的总结，指出了直