2、直流无刷无传感器电机控制原理-威健国际.doc

PAGE  威健国际贸易（上海）有限公司 dsPIC30F4011直流变转速空调应用推广书 地址：深圳市竹子林紫竹六路49敦煌大厦8楼 电话：0086-755 传真：0086-755网址： HYPERLINK  联系人：陈泽孙 E-mail:misic.chen@ 日期：2007-08-20  目录： 概述 1.1项目背景 1.2方案特点 1.3 功能描述 2、 直流无刷无传感器电机控制原理 2.1直流电机的演变 2.2直流无刷无传感器电机控制 3、硬件设计 3.1特别安全提醒 3.2硬件规格 3.3系统开发环境框图 3.4分体式直流变转速空调系统电控框图 3.5室外机功能框图 1、概述 1.1 项目背景 变频（转速）空调是定频空调的更新换代产品。变频（转速）空调可以在超过额定频率（转速）的情况下运行；在短时间内充分发挥压缩机的最大效能，输出超出额定的制冷或制热量，以达到高效、快速调节温度的效果。相对于交流变频空调，直流变转速空调具有效率及可靠性更高、损耗及噪声更低等优点。直流无刷压缩机在家用变转速空调中有着不可估量的发展前景。 dsPIC30F4011是Microchip dsPIC系列高端单片机产品中的一员。该器件是一个16位的MCU，内嵌有DSP引擎，速度可达30MIPS。该DSP核由一个17x17的乘法器，两个40bits的累加器以及其他DSP支持电路构成，可支持需要复杂计算的实时应用。 dsPIC30F4011内部有48K字节FLASH程序空间，2K字节数据空间以及1K字节的片上EEPROM。该器件提供十分丰富的在片外设。除了高速的10bit ADC， 长达32bits的定时器，多种串行接口等其他常规MCU在片外设以外，该器件还提供有专用于马达驱动的PWM接口，PWM分辨率可达到14bit，并有专用的故障保护信号接口。 dsPIC系列产品秉承了Microchip 单片机一贯的抗干扰性能强，工作电压范围宽等特点。 以上特点使得dsPIC30F4011非常适合马达的高档应用。 1.2方案特点 该设计本着家用分体式空调器室外机系统解决方案的原则，充分考虑到当前室外机功能及外设的需求，备有丰富的外设接口及相应的驱动配置，基本可满足当前室???机中可能有所应用的外设。 从灵活性上讲，可通过简单的配置（跳线开关）来适应同一种类不同类型的外设。 压缩机采用目前市场上比较常见的梯形波直流无刷压缩机，通过高速ADC直接检测反电动势过零点。相比传统的比较器式反电动势过零点检测法，具有成本低，电路结构简单，可靠性高，损耗小等优点。 从电机驱动的角度来说，它是一个电机驱动控制开发平台。可以用作单相交流，3相交流感应电机，步进电机，霍尔传感器直流无刷电机，直流无刷无传感器电机等电机的控制开发平台。同时具有丰富的硬件保护功能。 软硬件皆采用模块化设计，便于后期维护及二次开发。完整的开发、调试、评估环境，缩短产品开发时间。 1.3 功能描述: –??最小负载:5 KW/2.2KW(500-900/RPM) –??温度传感器 4通道 –??电子4通阀：1路 –??4速的交流风扇：1路 –??DC风扇接口：1路 –??霍尔传感器无刷无传感器电机：1路 –??无传感器无刷直流电机：1路 –??串行口：3路 2、直流无刷无传感器电机控制原理 直流电机的工作原理不是本笔记讲述的重点，阅者可以查阅相关书籍。 2.1直流电机的演变 直流有刷电机： 直流有刷电机（以下简称BDC电机）是依据电刷从机械上来确定换相点，并依靠电刷进行换相。 直流无刷电机： 直流无刷电机（以下简称BLDC电机）是在直流有刷电机的基础上发展而来的。一般来讲，它采用非接触式的电磁、光电位置传感器替代了机械电刷。减少了直流有刷电机换向时所带来的噪声、火花、无线电干扰等缺点，同时延长了电机的使用寿命。 BLDC电机控制原理框图如下： 图2-1-1：BLDC电机控制原理框图 直流无刷无传感器电机 顾名思义， BLDC无传感器电机就是省略了位置传感器的BLDC电机。电气特性与传统的BLDC电机相同，差别在于：出于某些考虑，省略了位置传感器。为了保证换相的正确与换相点的准确，必须要有其它方法来判断转子的位置。这正是本笔记所要着重讲述的。 BLDC无传感器电机的意义在于： 减小了电机的体积； 消除了因传感器信号被干扰而引起的误操作； 可以在高温、低温、污浊空气等不允许使用位置传感