基于mc9s12d64单片机直流无刷电机控制系统设计

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1、万方数据第18卷V01．18第12期No．12电子设计工程ElectronicDesignEngineering2010年12月Dec．2010基于MC9S12D64单片机的直流无刷电机控制系统设计李健飞，郝桂青(中海油田服务股份有限公司油田技术事业部，北京101149)摘要：设计了基于飞思卡尔MC9S12D“单片机的无剧直流电动机控制驱动系统的电路．论迷了该控制系统的软、硬件实现方法，它以MC9S12D64单片机为控制中心，由IR2110驱动MOSFET功率逆变器。实现三相六拍的PWM调制的直流无刷电机的控制。实验结果表明，该设计硬件简单，功耗

2、低，可应用到1500C高温环境，电机运行稳定可靠。关键词：直流无刷电机(BLDC)；MC9S12D64单片机；电机驱动；转速控制中图分类号："131930．2文献标识码：A文章编号：1674-6236(2010)12--0102埘DesignofBLDC’scontrolsystembasedonMC9S12D64microchipLIJian—fei，HAOGui-qing(DepartmentofWellTech，ChinaOitfietdServicesLimited，Beijing101149，Ch／na)Abstract：11lepap

3、erdesignedaBLDC’ScontrolsystembasedonFreesealemicrochipMC9S12D64．dissertatedthehardwareandsoftwareofthecontmlsystemtoachievetheBLDC’ScontrolofthreephasesixstepbasedonPWMmethod．itusedMC9S12D64microchiprigthecontrolanddisposalcenter,usingIR2110todrivetheMOSn汀powerinverter．’11le

4、experimentalresultsindicatethatthehardwaredesignissimple．powerdissipationislow．7nleBLDCCallsmoothlyandreliablerunevenifthecontrolcircuitisusedin1500Cenvironment．Keywords：BLDCmotor；MC9S12D64mieroehip：motordriver；I心Mcontrol由于无刷直流电动机既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等系列优点，又具有结构简单、体积小、重量轻、效

5、率高、启动扭矩大、惯量小和响应快等其他种类直流电机无法比拟的优点．故广泛应用于宇航、军事、石油装备及工业和民用领域。这里给出了基于飞思卡尔MC9S12D64单片机的无刷直流电动机控制系统设计方案。1无刷直流电动机控制原理无刷直流电动机系统由电动机、转子位置传感器、电子开关线路和驱动电路等4部分组成IlI，其工作原理图如图l所示。图l直流无刷电动机原理框图Fig．1FunctionalblockdiagramofBLDC直流电源通过驱动和开关电路向电动机的定子绕组供电，提供励磁电流，位置传感器随时检测到转子位置，并根据转子的位置信号控制开关管的导通

6、和截止，从而实现电子换向121。随着电动机转子永磁体的转动，作用于位置传感器Hl、H2、H3的磁场方向N焉极发生变换．使位置传感器产生相位差为1200的方波信号．如图2所示波形。收稿日期：2010-06-23006001200240。36004800600。n·一]；；r1；；；nzi_ii_；“，I；；几]；；m100010‘00110001011001l101110011图2位置传感器输出信号Fig．2Outputsignalofthethreehall8ensorls随着电动机转子永磁体的转动。作用于3个位置传感器HALLl、HALL2、H

7、ALL3的磁场方向N—S极发生变换，使位置传感器产生相位差为1200的6状态编码信号：101、100、110、010、01l、001。产生控制开关器件MOSFET或IGBT等功率管按一定顺序两两导通的控制信号，这样转子每转过一转．6个功率开关管及按固定组合成的6种状态依次导通，保证电机的正常运转。2系统硬件设计五l主控制器模块本系统采用飞思卡尔公司生产的一款16位的9s12系列的MC9s12D(珥【31单片机作为主控制器，该芯片具有丰富的I／O端13；片内有8KBRAM、64KBFlash、2KBEEPROM：SCI，SPI，PWM和串行接口模块

8、；带有6路12位PWM模块．作者简介：李健飞(1972一)，男，河北易县人，工程师。研究方向：国内外石油测井仪器。-102．．万方数据李