第十七讲 基于F28335的无刷直流电机控制应用.ppt

第十七讲 基于F28335的无刷直流电机控制应用 本课程是依照南京研旭电气科技有限公司推出的TMS320F28335至尊板来进行详细讲解的，如果在学习过程中遇到任何疑问欢迎与我们进行联系沟通。 本教程是依照南京研旭电气科技有限公司推出的TMS320F28335至尊板来进行详细讲解的。本书详细地阐述了TMS320F28335 DSP处理器内部各功能模块的硬件结构、工作原理、资源分配、功能特点以及应用等内容，同时每个模块都配了实验教程，方便学生掌握提高。 本书配套资料包括：书中所有实例例程、烧写软件工具、配套PPT、配套视频以及常用的调试工具软件，读者可以在研旭电气提供的交流论坛（www.armdsp,net）相关版块或 网站免费获取。 本书可作为DSP开发应用的入门级教材，也可作为其他层次DSP开发应用人员的参考手册。 第十七讲 基于F28335的无刷直流电机控制应用 1、直流无刷电机概述 2、直流无刷电机控制原理 3、电路原理讲解 4、程序讲解 自1831年法拉第发现电磁感应现象、1834年雅克比发明旋转电磁铁芯直流电动机后，电动机作为能量转换装置，其应用范围逐渐遍及工业生产和日常生活的各个方面。在电动机发展过程中，直流电动机最先被发明以及广为应用，直流电动机有电压、电流关系简单、运行效率高、调速特性好等优点，但直流电动机结构复杂、成本较高，尤其是直流电动机电刷和机械换向器环节所引起的机械结构磨损，高频的噪声、火花、无线电干扰以及寿命短、难维护等致命问题限制了其应用范围，在交流电动机被发明后，在多个应用领域逐渐被交流电动机取代。 直流无刷电机概述 直流无刷电机概述 针对传统直流电动机的弊病，在二十世纪 30 年代，人们开始研制以电子换相来代替电刷机械换相的直流无刷电动机（Brushless Direct Current Motor, BLDCM），并取得一定成果，1955 年，美国D.哈利森等人首次申请了应用晶体管换相代替电动机机械换相器换相的专利，这就是现代直流无刷电动机的雏形。随着电力电子工业的飞速发展，许多新型的高性能半导体器件，如GTR、MOSFET、IGBT等相继出现，如以霍尔效应为基础的霍尔传感器，以及高性能永磁材料的问世，均为无刷电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。20 世纪 80 年代，人们发现了稀土永磁材料，使用它可以明显的减轻电机的重量和减小电机的外型尺寸，还可以获得高的节能效果和提高电机的性能。采用稀土高性能永磁材料做转子的稀土永磁无刷直流电机，具有体积小、重量轻、电磁转矩脉动小、出力大、结构简单、工作可靠、调速性能好、免维护等优点，非常适用于数控设备中的伺服驱动。 直流无刷电机概述 1、 定速驱动机械 一般工业场合不需要调速的领域往往大多数采用三相或单相交流异步和同步电机。随着电力电子技术的进步，在功率不大于 10KW 且连续运行的情况下，为了减小体积，节省材料，提高效率和降低损耗，越来越多的电机正被无刷直流电机所取代，这类应用有：自动门、电梯、水泵、风机等。而在功率较大的场合，由于一次成本和投资较大，除了永磁电机以外还需要增加驱动器等设备，因此目前较少应用无刷电机。 2、可调速驱动机械 速度需要任意设定和调节，但控制精度要求不高的调速系统。这类系统分为两种：一种是开环调速系统，另一种是闭环调速系统（此时的速度反馈器件多采用低分辨率的脉冲编码器或交、直流测速等）。通常使用的电机主要有三种：直流有刷电机、异步电机和直流无刷电机。这在包装机械、食品机械、印刷机械、物料输送机械、纺织机械和交通车辆中有大量应用。 3、精密控制 伺服电动机在工业自动化领域的高精度控制中一直扮演着十分重要的角色，应用场合不同，对伺服电动机的控制性能要求也不尽相同，在实际的应用中，伺服电动机有各种不同的控制形式：转矩控制/电流控制、速度控制、位置控制。无刷直流电动机由于良好的控制性能，在高速、高精度定位系统中逐步的取代可直流电机和步进电机，成为现代伺服系统首选的电机之一。目前，扫描仪、摄影机、CD 光驱驱动、医疗诊断 CT、计算机硬盘驱动和数控车床驱动中等都广泛的采用了无刷直流电机伺服系统用于精密控制。 第十七讲 基于F28335的无刷直流电机控制应用 1、直流无刷电机概述 2、直流无刷电机控制原理 3、电路原理讲解 4、程序讲解 直流无刷电机控制原理 无刷电机控制系统主要由电动机本体、位置传感器和逆变器电路三部分组成。无刷电机的转子一般为含有稀土的永磁体，当定子一相绕组通电，该相绕组产生的磁场与转子磁场产生力作用，驱动转子转动。由转子位置传感器把转子的位置信号反馈给控制器或电子开关线路，