发布时间 : 星期四 文章基于avr无刷直流电动机控制器的设计概要更新完毕开始阅读5efc20e9690203d8ce2f0066f5335a8102d2662a
92第28卷第9期 2006年9月 现代雷达 Modern Radar V01.28No.9 Septemier2006 电源技术
基于AVR无刷直流电动机控制器的设计8 刘启新,宋荣刚
(南京工程学院自动化系,南京210013
【摘要】用AVR单片机作为无刷直流电动机的控制器,通过改变控制字的发送顺序以及调节PWM波的占空比,实现了电机的正反转和速度控制功能,主要针对无刷直流电动机组成中的主电路、驱动电路、位置信号检测电路进行了介绍,并给出了相应的硬件电路和软件设计流程图。
【关键词】无刷直流电动机;AVR单片机;PWM 中图分类号:TM33文献标识码:A Design of Brushless DC Motor Controller Based on AVR LIU Qi—xin,SONG Rong—gang
(Automation Dep.Nanjing Institute of TechnologyI Nanjing210013,China【Abstract】In this paper,the AVR single chip is used as the controller of the brushless DC motor-driven system。and real-izing the functions of bi?directional rotation and velocity
modulation control through changing the control word transmission order and modulating the duty-ratio of PWM wave.The control circuit of brushless direct current motor mainly focuses on the design for the main circuit,driven circuit and the position signal detecting circuit-and sives the corresponding hardware circuit and the flow chart of software.
【Key words】brushless direct current motor;AVR single chip;PWM 0引言
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,又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗、调速性能好等优点,目前广泛应用于家用电器,电动助力车,航空航天等领域…。而AVR 单片机是由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash 的RISC(Reduced Instruction Set,CPU精简指令集高速8位单片机,支持高级语言的在线编程心J。用c语言进行系统的开发,具有汇编语言编程所不可比拟的优势:
(1可以大幅度加快开发速度,特别是开发一些复杂的系统,程序量越大,用C语言就越有优势;
(2无需精通单片机指令集和具体的硬件也能够编写出符合硬件要求的程序; (3可以实现软件的结构化编程,它使得软件的逻辑结构变得清晰、有条理,便于项目的分组开发,进行分工合作?31。
本文本着电动机出力大、转矩脉动平稳的原则,结合近年来在无刷直流电动机领域中的成果和经验,设
}收稿日期:2006-06-19修订日期:2006-08.10计了一款基于AVR单片机的无刷直流电动机驱动系统,对其中的转子位置检测电路、驱动电路、过流保护电路等内容进行了介绍,并给出了相应的软件流程图。
1总体设计方案
无刷直流电动机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM是一种典型的机电一体化产品,它是由电动机本体、位置检测器、电子开关和控制器等组成。位置检测器检测转子磁极的位置信号,控制器对转子位置信号进行逻辑处理并产生相应的开关信号,开关信号以一定的顺序触发电子开关中的功率开关器件,将电源的功率按一定的逻辑关系分配给电动机定子各相绕组,使电动机产生持续不断的转矩【41。
因此,无刷直流控制器的设计,关键是根据位置信号确定电子开关的通断顺序和通断时间。采用AVR 单片机组成的无刷直流电动机如图1所示。
2控制器主要硬件电路的设计 2.1控制器主电路的设计
控制器主电路如图2所示。主电路的电子开关管
第9期刘启新,等:基于AVR无刷直流电动机控制器的设计93 l过蝴蚴卜PD2(INT0菅
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图1单片机控制无刷直流电动机原理图
采用二二导通的控制方式。二二导通方式是指在任一 瞬间使两个开关管同时导通,这种工作方式称作两相 导通星形三相六状态方式,电动机的瞬时电磁转矩可 由电枢绕组的电磁功率求得 乙:丝兰烨(1 1“ Q ”7
式中:eo、e6、e。为A、日、c三相绕组的反电动势;i。、i¨i。 为A、B,C三相绕组的电流;Q为转子的机械角速度。 +24V
当J甲1 5111‰l 兰纠甲耶51|1裟l 嘲Ⅲ铷Ⅲ≮扦2 SAhⅡ?LING 图2控制器主电路图
由式(1可见,电磁转矩取决于反电动势的大小。在一定的转速下,如果电流一定,反电动势越大,转矩越大。图3给出了无刷直流电动机三相绕组的反电动势波形及