三相无刷直流电机控制系统设计

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1、摘要摘要三楣无刷直流电机是近年来迅速发展起来的一种新型电机，它剃用电子挨耀代替机械换相，既具有直流电机的调速性能，又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，并且体积小、效率高，在许多领域已得到了广泛的运用。本文首先介绍了三相无捌直流电机在国内外的发展及其控制系统的研究现状，详细论述了三相永磁无刷直流电机的构成、运行原理、特性分析和其转子位置信号的检测方法；然后设计了控制系统的硬件电路及相应软件，最后对设计的控制系统进行调试并分析了影响系统可靠性的睽素及给毒了相应解决的方案。根据控制系统的设计参数、成本及灵活性等各方面的要求，本控制系统设计了以Atmega8L单片机及E

2、CN30206集成驱动器为核心的硬件平台。Atmega8L单片枫对蠢ECN30206构成豹功率驱动电路进行转速PID闭环控制、并定时采集电流信号对电流进行过流保护及采用Max7219串行显示转速、电流、相关故障信息，通过光电隔离对永磁无刷直流电机诸如转向等控制及接收外部信息，通过RS-485总线接蹬与外部其它系统交换信怠、对各种信息进行分析处理、协调各部分的工作。在软件方面编制了基于硬件平台的程序，协调硬件工作。本控制系统软件由一个前意念系统努加两个中断服务子程序，前看台主程序豳对系统初始化模块、转子转速计算及转速PID闭环控制组成，初始化模块主要对Atmega8L单片机三个

3、定时器T0、T1、T2，ADC转换器，通用串行口UART，输入输出I／O口的初始化，系统初始化之后再对无刷直流电机转子转速进行计算，计算结果再与设定值进行比较，将比较差值送PID控制器控制PWM的占空比来控制专用驱动控制器ECN30206的VSP引脚电压输入，从而控制转速，达到闭环控制的目的，中断程序主要惩来睾行中断接收上位枫发来的无刷直流电机转向及转速设定僮、定时中断检测电流及显示转速值及相关故障。本文所设计的无刷直流控制系统实现了电机的转向、转速闭环PID控制、各种参数及故障的显示。本控制系统保护功能较完善，硬件结构简单，成本较低，主控制部分、驱动部分及显示部分用户可以任

4、意选择使用。广东工业人学工学硕上学位论文关键词：三相无刷直流电机；Atmega8L单片机；ECN30206集成驱动器；PID闭环控制IIAbstractAbstractThreephasebrushlessDCmotor(BLDCM)withpermanentexcitation，whoseelectricalcommutatoriSusedtoinsteadofmechanical，hasnotonlythesamegoodcharacteristicsofspeedcontrolastraditionalDCmotor,butalsothegoodcharacterist

5、icsofACMotorsuchasstructuresimple，operationreliable，maintenancefriendly．BrushlessDCmotorhassetwideapplicationduetoitshighpowerdensity,easetocontrol，highefficiencyoverwidespeedrange．ThepaperfirstlyintroducedthestudystatusofpermanentmagnetbrushlessDCmotorinhomeandabroad，andthendiscusseditsstr

6、ucture，operationprinciples，characteristicsaswellasitsrotorpositionsignaldetectionmethodsindetail；secondly,designedthecontrolsystem’Shardwareandsoftwareaccordingly；越lastdebuggedthecontrolsystem，analyzedthefactorsaffectingthereliabilityofthesystemandgavethecorrespondingsolutions．Accordingtoth

7、erequirementsofcontrolsystemsuchasdesignparameters，costandflexibility,thispaperdesignedAtmega8LSCMandECN30206integrateddriverasthecorehardwareplatform．Atmega8LSCMposedrotationspeedPIDclosed—loopcontrolonthesystemandregularlycollectingcurrentsignalforthec