无刷直流电机控制系统设计

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1、’’．-TJ"u二干席J苍弟l朋ElectronicSci．＆Tech．／Jan．15．2012基于MC9S12X128无刷直流电机控制系统设计孟庆斌，马斌，王长涛，边树海(沈阳建筑大学信息与控制工程学院，辽宁沈阳110168)摘要为满足对直流无刷电机控制要求精度高、调速性能好、系统实现成本低的需要，设计了一种JLg,l电机控制系统。该系统以MC9S12X128单片机为控制核心，采用IR2130芯片驱动MOSFET功率管，实现对直流无刷电机三相六拍PWM控制。系统硬件电路结构简单、调速方便、功耗低。实际运行测试表明，电机可以长期稳定运行。关键词单片机；直流无刷电机；驱动电路；位置检测；电流

2、检测中图分类号TP273．5文献标识码A文章编号1007—7820(2012)O1—056—05DesignoftheBrushlessDCMotorControlSystemBasedonMC9S12X128MENGQingbin，MABin，WANGChangtao，BIANShuhai(SchoolofInformation&ControlEngineering，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China)AbstractAbrushlessDCmotorcontrolsystemisdesignedinordertomeetther

3、equirementsofhighprecision，speedperformanceandlowcost．InthissystemthemicrocontrollerMC9S12X128isusedasthecontrolanddisposalcenter，andtheIR2130chipisadoptedtodrivetheMOSFETpowertransistortoachievethethreephasesixstepPWMcontrolofthebrushlessDCmotor．Thesystemhastheadvantagesofsimplestructure,easyspee

4、dadjustmentandlowpowerconsumption．ThepracticalapplicationshowsthattheBLDCmotorrunssmoothlyandreliably．KeywordsMCU；brushlessDCmotor；drivecircuit；positiondetection；currentdetection直流无刷电机是一种高性能电机，它具有效率高、本低，而电机的控制性能上与DSP和FPGA等高端控可靠性好、结构简单、便于维护和体积小等优点。与直制方案上相差不大，可以在工业生产中广泛应用。文流电机⋯相比，无刷电机没有电刷和换相器，而采用电中所

5、选择的主控芯片有丰富A／D转换和PWM通道，子电路进行换相，换相时不会产生电火花，不存在机械适合电机的控制。为减少能源消耗和降低电路的复杂换向损耗。与异步电机l2相比，无刷电机的转子与定性、电路成本，提高控制系统的可靠性，同时也为了便子磁场同步旋转，因此不存在转子损耗。与同步电于系统维护和功能扩展，系统硬件电路采用模块化设机相比，无刷电机控制方法简单，便于工程应用的特计的原则，每个模块电路尽可能使用集成芯片。性，使其被广泛应用于众多领域。1直流无刷电机控制原理直流无刷电机的控制方案有多种，如文献[4]采用DSP作为主控制器的控制系统，文献[5]采用FPAG直流无刷电机的运行原理与有刷直流电

6、机基本相控制无刷电机，文献[6]选用MEGA8单片机控制方同，只是电机的换相方式有区别，无刷电机采用电子换案。这些控制方法都能够实现电机的正反转、启停等相，利用转子位置传感器检测转子位置，通过换相驱动控制，但在系统实现成本、控制精度、运行稳定性和外电路控制与电枢绕组连接的各功率MOSFET管的导通围电路的能源消耗等方面上却有较大的差别。使用和关断，实现电机换相的目的。电枢绕组y连接三相DSP和FPAG的控制方案，系统的控制精度高、稳定性全控桥驱动电路如图1所示。好，可以应用于工业生产中，不足之处在于成本过高，无法大量用于日常生活中。而采用MEAG8控制方案虽然成本低，与DSP、FPAG相比

7、，系统的性能相差很大，无法满足工业生产的要求。针对上述问题，提出设计以MC9S12X128单片机为核心的直流无刷电机控制系统。该控制系统实现成收稿日期：2011-08-30图1电枢绕组Y连接三相全控桥驱动电路作者简介：孟庆斌(1987一)，男，硕士研究生。研究方向。三相全控桥电路的换相周期为60。电角度，每个智能控制。56WWW．dionzikej1．oro孟庆斌，等：基于MC9S12X128无刷直流电机控制系统设计换相