一种高速无刷直流电机控制器研制

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1、一种高速无刷直流电机控制器研制黄玉平，等中图分类号：TM361文献标志码：A文章编号：1001—6848(2009)10—0019-04一种高速无刷直流电机控制器研制黄玉平，吴红星，稽恒，寇宝泉(哈尔滨工业大学，哈尔滨150001)摘要：分析并确定了高速无刷直流电机驱动控制器主回路的导通方式。控制器是以专用芯片MC33035和MC33039来进行设计。位置反馈采用霍尔传感器，开关器件采用MOSFET管。设计有转速反馈闭环控制、正反转、过电流保护等。实验表明，系统运行良好，性能稳定，达到了预期的目标，具有一定的实用价值。

2、关键词：无刷直流电机；高速；速度闭环；控制器；实验ResearchandDevelopmentontheHighspeedBrusMessDCMotorControHerHUANGYu-ping，WUHong-xing，jIHeng，KOUBao—quan(HarbinInstitutionofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：ThehighspeedbrushlessDCmotorcontrollerwasdesignedinthispaper．Thecommutating

3、methodofthethree-phaseinverterwasanalyzedandthendecided．TheMC33035andMC33039inte—gratedchipwereadaptedinthecontroller．Theposition~edbaeksensoremployedthehallsensors，andtheswitchingdevicesMOSFETs．Therewasspeedfeedbackunit，forwardandbackwardrotaryunit，0一ver—curren

4、tunitetc．Goodperformanceofthesystemwasverifiedbythesystematicexperimentalre-sults，andthesysteminaccordancewiththedesigntargetwithpracticalvalue．KeyWords：BmshlessDCmotor；Highspeed；Speedfeedback；Controller；Experiment器反馈接口。开关器件采用MOSFET管，设计有0引言转速反馈闭环控制、正反转、过电流保护等。实高

5、速电机具有体积小、功率密度高、可直接验表明，本文提出的控制系统运行良好，性能稳驱动高速负载等优点，在航空、航天、航海测试定，达到了预期的目标，而且该系统具有很强的平台及导航系统、机械加工的高速磨削、铣床设可扩展性及可移植性，具有一定的实用价值。备和医疗器械等领域中得到广泛应用。传统的高1系统工作原理及总体方案速驱动电机如直流电机、异步电机和同步电机，存在结构复杂或效率较低等不足。而近几年发展根据技术要求，以MC33035为核心构成的控起来的无刷直流电动机是一种用电子换向装置代制系统采用PWM方式控制电机的转矩和转速，采

6、替机械换向装置的新型直流电动机，通常采用永用电机内置的霍尔传感器检测转子位置。由磁体转子，因此没有激磁损耗；其发热的电枢绕MC33035接收霍尔传感器的位置信号，并对其进组又通常装在外面的定子上，热阻较小，散热容行译码，对应的真值见表1。以电机驱动芯片易；具有效率高、过载能力强、无换向火花等优MC33039作为功率变换元件，采用三相全桥驱动。点，是高速电机的一个重要发展方向。整个控制系统采用闭环控制。控制框图如图1本文设计了一种具有低价格、高效率的小功所示。外环是速度环，内环是电流环，均采用PID率专用高速无刷直流电动

7、机控制器。介绍了无刷控制，以消除静差。电机刚起动时，系统基本上直流电动机的工作原理，分析并确定了主回路的为恒流控制，即内环起作用，当转速达到一定值导通方式。控制器以专用芯片MC33035和后，系统基本表现为一个恒转速系统。这样既能MC33039来进行设计。位置反馈元件有霍尔传感保证系统起动时响应速度快，整体上又是一个无静差系统，能达到很高的控制精度。收稿日期：2009—01-19·j9·徽电机正反表1三相六步转换相真值表转式中，，眦为电机最大允许电流(设为l0A)；R。为11O001110OO1MC331／t5输入信号

8、输出信号分流电阻；100(mV)代表的是过流检测比较器的霍尔元件位置信O号1驱动1上1桥信0号OO驱动l下桥l信1号0O反相输入端的输入电压。SASBSCATBTCTABBBCBOO0l11OOO111O11l10l100111OOll1l11lO0111OO1OO11110Ol100OOO0Ol图2电流限制电路OO00l1l11