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电机控制实验报告

目录

PCB图

附录Ⅱ、原理图

附录Ⅲ、元器件清单

一、设计说明

本次科研实践的内容是实现无刷电机的调速控制，需要实现以下

要求：

能够实时显示速度；

可以手动设置速度；

可以控制正反转；

可以控制电机的启停。

二、方框图

三、直流无刷无霍尔电机驱动原理图

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注：

●Ha,Hb,Hc输入端，内有上拉电阻，约30KΩ左右

●电流检测回路,一般应用Ri=10K，Ci=104P，电流采样电阻R

选值参考R=0.05/(W/V)式中：0.05常数，W电机功率，V工作电

压如：工作电压12V，电机功率30WR=0.02(20mΩ)

●在无霍尔驱动中，反电动势信号经过L339处理后的相位不能搞

错（MA—Ha；MB—Hb；MC—Hc）。

●驱动门电路，建议使用IR2101S做为驱动门，起到隔离与电平

转换作用。

●VCC电源滤波电容C，一般按C=W/V*100式中：C单位uFW

电机功率V工作电100常数。

四、直流无刷无霍尔电机原理

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一

体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步

电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电

动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器

件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信

号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反

转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度

指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。

普通直流电动机的电枢在转子上，而定子产生固定不动的磁场。为了

使直流电动机旋转，需要通过换向器和电刷不断改变电枢绕组中电流

的方向，使两个磁场的方向始终保持相互垂直，从而产生恒定的转矩

驱动电动机不断旋转。

无刷直流电动机为了去掉电刷，将电枢放到定子上去，而转子制

成永磁体，这样的结构正好和普通直流电动机相反；然而，即使这样

改变还不够，因为定子上的电枢通过直流电后，只能产生不变的磁场，

电动机依然转不起来。为了使电动机转起来，必须使定子电枢各相绕

组不断地换相通电，这样才能使定子磁场随着转子的位置在不断地变

化，使定子磁场与转子永磁磁场始终保持左右的空间角，产生转矩推

动转子旋转。

五、方案设计

本系统由单片机最小系统、电源模块和JY01A驱动IC等硬件电路

部分以及相应的软件部分构成。本设计采用单片机作为主控芯片，

用编程的方法来模拟无刷电机的控制逻辑，其特点是使用灵活，

通过修改程序可适应不同规格的无刷电机，增加系统功能方便，

JY01A驱动电路，具备调速，正反转，过流保护，短路保护，欠压保

护等功能，工作稳定，防干扰能力强等特点。电源电路给单片机和驱

动电路提供36V电压。

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六、程序清单

#includereg51.h

#includeabsacc.h

#includeintrins.h

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

chargw,sw,bw,qw;

ucharj;

ucharf=5;

sbitp30=P3^0;

sbitp31=P3^3;

sbitp12=P1^2;

sbitp10=P1^0;

sbitp11=P1^1;

sbitp32=P3^2;

sbitp33=P3^3;

uchark;

uchara,b;

ucharl;

uchar