基于dsPic30F2010直流电机控制系统设计(2)
致谢．23
参考文献．24
附录．25
第一章 课题概述
1.1 课题背景
作为机电转换的装置，电机无论在工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备，还是日常生活中的家用电器都扮演着重要的角色。电动机主要分同步电机、异步电机和直流电动机三种类型。其中直流电动机具有非常优秀的线性机械特性、宽的调速范围、大的启动转矩、简单的控制电路等优点，长期以来一直广泛地应用在各种驱动装置和伺服系统中[1]。而借助于霍尔元件来实现换向的直流无刷电动机的问世，则为直流无刷电动机产品化开创了新纪元。1978年，原联邦德国MANNESMANN公司的Indra~mt分部在汉诺威贸易展览会上正式推出其MAC永磁无刷直流电动机及其驱动系统，标志着永磁无刷直流电动机真正进入了实用阶段[2]。经过多年的发展，目前无刷直流电动机已广泛应用于计算机外围设备（软驱、硬盘、光驱等）、办公自动化设备（打印机、复印机、绘图仪、扫描仪等）、家电（洗衣机、空调、风扇）、音像设备（DVD、摄像机、录像机）、汽车、电动自行车、数控机床、机器人、医疗设备等方面和领域。
1.2 课题研究意义与目的
随着电力电子技术的发展，许多新型的高性能半导体功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT等相继出现以及高性能永磁材料，如稀土永磁材料的问世，为无刷直流电动机的广泛应用奠定的基础, 它由直流电源经过逆变器、位置检测装置向电动机供电，因而既保持了直流电机具有良好的机械特性和调节特性的优点，同时具有交流电动机的结构简单、文护方便、运行可靠、寿命长等优点，在国民经济各个领域的应用日益广泛[3]。同时，电机系统属环保节能型产品，是国家产业政策支持的高新技术项目，正处在产品成长期，具有广阔的市场前景。
无刷直流电动机是集材料科学、电力电子技术、微电子技术和电机理论等多学科为一体的机电一体化产品，在诸多领域有着广阔的应用前景。通过本次对无刷直流电动机控制器的设计，掌握了无刷直流电机的控制原理和方法；学习电子线路硬件设计的一般方法、熟悉印制电路板结构、以及了解电子器件的选型和封装知识以及学习常用EDA软件的使用方法.；掌握dsPIC单片机原理及其程序设计方法，掌握单片机的接口电路原理和设计方法；掌握功率开关器件POWER MOSFET、IGBT以及功率智能模块（IPM）的原理、应用场合和驱动方法[4]。
1.3研究现状
第二章 芯片介绍及系统介绍
2.1 系统介绍
2.1.1 BLDC电机基本知识
无刷直流电机（BLCD）的永磁体安装在转子上而电绕组则安装在定子上。在控制方面，首先，需阻碍电机绕组中建立一个旋转的电枢磁场。该电枢磁场方向必须根据转子永磁磁场位置进行调整。BLCD电机的效率很大程度上取决于两个磁场的相对位置关系。通常使用霍尔位置传感器来检测转子磁场的位置，根据来自霍尔传感器的信号正确对绕组进行激励。
2.1.2 有位置传感器的BLCD电机控制
当对BLCD电机进行驱动时，必须知道相对于定子的转子磁场位置。本次设计采用的方法是通过霍尔效应传感器来产生转子位置反馈信号，所以称之为有传感器无刷直流电机控制。本次选用的无刷直流电机具有三相绕组，根据转子磁场的位置，每一个时刻只有其中两相绕组进行供电。这样每相将导通120电角度，可实现6种不同的激励组合。图2.2对吹冰拍换相方式进行了描述并给出霍尔传感器输出信号的对照图。HA、HB、HC用于检测相对于R、Y、B这3个绕组的转子位置。根据来自霍尔传感器的读数（1至6）,将分别驱动相应的两相绕组而第三相则不通电。每一个360电角度周期将被分为6个60度电角度区间，在每一个60度电角度区间中，一相绕组将被驱动为高电平，第二相被驱动成低电平，而第三相不通电。例如，在霍尔位置为2的区间，为电角度为120度到180度的区间，而此时，R绕组不通电，Y绕组通正向电流，被驱动成高电平，B绕组瞳反向电流，被驱动成低电平。所以每一个编码值代表转子当前所处的区间，从而提供了需要对哪些绕组通电的信息。因此程序可以通过使用简单