基于pic单片机的无刷直流电动机控制器设计

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1、基于PIC单片机的无刷直流电动机控制器设计顾铭，马灵芝，辛萌萌（大连理工大学电子系，辽宁大连116023）摘要:本文根据无刷直流电机的控制原理，采用PIC16F72单片机作为控制芯片，通过软硬件设计，实现了电动车电动、定速、助力、自检四种工作模式并且设计了一种电机模式自识别功能。在系统可靠性方面，设计了欠压、过流和堵转保护。该设计具有智能性高，硬件结构简单，具有升级空间等特点。关键词:无刷直流电动机；单片机；控制器DesignofthecontrolsystemofthebrushlessDCmotorba

2、sedonPICGUMing，MALing-zhi（Dept.ofElectronicEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian,116023,China）Abstract:ByusingthemicrocontrollerPIC16C72,accordingtothecontrollingstrategyofBLDCM,thiscontrollerrealizesfourworkmodes—electromotion,stationaryspeed,as

3、sistingandselftestworkmode.Modeidentifiedmodulealsoisdesigned.Lessvoltageprotection,currentexcessiveprotectionandwrongangleprotectionaredesignedtoreinforcethesystem.Thisdesignissuperiorinhighautomaticity,simplehardwarestructure,andconvenientforthefurtherde

4、velopment.Keywords:BrushlessDCMotor;Microcontroller;Controller1引言电动自行车的发明和使用对解决燃油车造成的逆变器驱动电路等设计。采用开关型霍尔传感器作为严重环境污染和缓解日益突出的能源危机问题，有重转子位置传感器，微控制单元根据转子位置信号向驱[1]要的现实意义。1999年5月国家质量技术监督局发布动电路传递PWM（脉宽调制）信号、逆变器上下臂驱[5]了《电动自行车通用技术条件》国家标准，为电动车动信号控制电机。软件设计采用模块化编程和结构规模

5、化生产提供了条件。无刷直流电机控制系统集电化编程的思想。根据无刷直流电机的控制原理，实现机、变速机构、检测元件、控制软件和硬件于一体，了电动、定速、助力和自检四种工作模式。利用数字具有高可靠、高效率、寿命长、调速方便等优点，在PI控制理论实现电机速度的闭环调制。设计了一种电电动调速领域有着广泛的应用。机控制系统的模式自识别功能，可自动识别电机的输本文采用Mcrochip公司的PIC16F72单片机为核入及输出模式，降低了控制器的使用要求。在系统可心，进行了微控制单元电路、转子位置信号采集电路、靠性方面，设计

6、了系统的欠压、过流和堵转保护。2无刷直流电机的工作原理传统的直流电机由于机械电刷的使用，存在机械机转子的位置，为电子换向器提供转子的位置信息，摩擦、噪声、电火花、无线电干扰等一些列问题，再实现无接触式的电子换向。加上制造成本高及维修困难等特点，从而大大的限制了它的应用范围。无刷直流电动机利用电子换向器取代了机械电刷和机械换向器，保持了有刷直流电动机的优异特性，又革除了电刷和换向器的“顽疾”。具有结构简单，性能可靠，效率高，维护方便等优点。无刷直流电动机通常是由电动机本体、转子位置传感器和功率开关电路三部分组

7、成。图1是无刷直流图1无刷直流电动机的组成电动机的原理框图。图中位置传感器的作用是检测电图中开关电路中的逆变器采用三相六拍导通方路位置传感器信号的状态组成的状态字从101—100式，每一瞬间有两相同时导通，另一相不导通，每相—110—010—011—001进行变化。状态字发生变化的绕组连续导通120电角度，每隔60度电角度定子绕组时刻也是定子绕组电流将要发生换相的时刻。电流换相一次。电机顺时针旋转360度电角度内，33电机控制系统实现3.1系统硬件设计本系统的硬件结构原理如图2所示。系统的控制统对转速信号、

8、电流反馈信号、欠压信号等模拟信号核心是PIC16C72单片机。该单片机稳定性好，引脚采集的要求。丰富的中断资源可准确地采集电机的相具有的防瞬态能力给系统提供了稳定保障。其具有的位信息，实现工作模式的转换。独特的哈佛总线结构、PWM（脉宽调制）输出功能，节省了外围电路和单片极低的功耗、I/O引脚上拉电路和看门狗电路等使系[4]机工作时间。内部集成的5个8位A/D口，满足了系统有了极高的性价比。VCCH1PA0PB4