无刷直流电机控制系统控制器设计详解.docx

郑州航空工业管理学院毕 业 论 文（设 计）2014届电气工程及其自动化s专业1206972 班级题 目 无刷直流电机控制系统控制器设计姓 名陈垒刚学号120697201指导教师崔建锋职称副教授二О一四年五月六日摘 要无刷直流电动机控制系统设计主要包括控制器、功率变换器和软件设计。本人的设计主要是进行控制器的设计，本设计主要是介绍了直流电动机的发展概况、组成结构、工作原理、控制方式以及单片机AT89C51的在系统中的应用。本人设计的控制器主要是由AT89C51的单片机将位置检测电路、换相逻辑电路、键盘接口回路连接到一起。当无刷直流电动机在转动时，位置传感器根据转子当前的转动位置，发出相应的的信号CAP1-CAP3，然后再由单片机输出的PWM调制信号PWM1（P0.6）和AT89C51输出的信号(P0.0～P0.5)逻辑组合变换后得到控制6个功率管的触发信号（PWM11——PWM16），通过改变PWM脉冲信号的占空比来实现对电机转速的控制。无刷直流电机的定子电枢绕组换相和正反转控制是通过用反映电机转子位置的霍尔信号改变MOSFET功率管的开通和关断的顺序来实现的。通过键盘的输入进而来实现电动机的的启动、停止、动、正转和反转，从而实现了无刷直流电动机的简单的自动化控制。关键词无刷直流电动机；AT89C51单片机：PWM AbstractBrushless DC motor control system design includes a controller, a power converter and software design. I designed primarily for controller design, the design is mainly introduces the development of DC motors, composition structure, working principle, method and SCM AT89C51 control applications in the system. I designed controller AT89C51 microcontroller primarily by the position detection circuit commutation logic circuit, keyboard interface circuits connected together. Brushless DC motor control MCU controller is mainly based on the current rotational position of the rotor, to issue the corresponding control word, by changing the duty cycle of the PWM pulse signal to achieve the motor control. Brushless DC motor stator and armature winding commutation reversing control is achieved by changing the opening of the power MOSFET on and off with the order reflecting the Hall rotor position signals to achieve. By entering the keyboard and then start the motor to achieve, stop, move, forward and reverse, in order to achieve a simple automated control of brushless DC motor.Keywords Brushless DC motor; AT89C51 microcontroller: PWM 目 录摘 要1第一章 无刷直流电动机的原理和机构的概述51.1 无刷直流电动机的发展概况51.2本设计内容及研究61.3 无刷直流电动机的结构和基本工作原理61.3.1 现对无刷直流电动机各部分的基本结构说明61.3.2 无刷电机的运行原理71.3.3 无刷直流电动机转矩分析81.3.4 无刷的直流电动机与输出开关管换流信号10第二章 无直类型的流电动机的控制器方案132.1无刷的直流电动机系统132.2无刷直流电动机控制器设计方案132.2.2 无刷的直流电动机控制系统组成框图132.3控制器的基本原理142.4脉宽调制