2 系统整体设计方案 4

2.1 无刷直流电机的结构 4

2.2 无刷直流电机工作原理 5

2.3 研究方法和路线 7

2.4 反电动势法的基本原理 7

2.5 逆变电路 11

2.6 换相调速 11

3 硬件电路设计 14

3.1 硬件原理框图 14

3.2 硬件设计 15

4 系统软件设计 19

4.1 无刷电机启动策略 19

4.2 调速信号检测 21

4.3 换相控制程序 22

4.4 过零事件检测与电机换相程序 23

5 结论 24

参考文献 25

致 谢 27

附录  硬件电路原理图 28

图清单

图序号 图名称 页码

图1-1 无刷直流电机结构图 4

图1-2 三相电机定子绕组 5

图1-3 Y型连接两两通电的6种状态 6

图2-1 比较器电路图 8

图2-2 反电势波形图 8

图2-3 A、B两相导通时的电流流向图 9

图2-4 定子绕组等效电路图 9

图2-5 全桥驱动电路 11

图2-6 电机正确换相顺序图 12

图2-7

反电动势和霍尔传感器输出波形对比图 13

图3-1 硬件原理框图 14

图3-2 MEGA8单片机 15

图3-3 电压检测电路 16

图3-4 电流检测电路 16

图3-5 全桥驱动电路 17

图3-6 反电势检测电路 18

图4-1 主程序流程图 19

图4-2 调速信号检测流程示意图 21

图4-3 电机换相控制流程图 22

1 绪论

1.1 无刷直流电机发展现状

这是一个新技术不断革新的时代，有刷直流电机的出现，极大的促进了工业的进步和技术的更新,但是有刷电机的缺点也很明显，碳刷的磨损带来了巨大的发热量，电机的寿命十分的短暂[1]。电子换向器的出现让机械式换向器有了更好的替代者，这是无刷直流电机诞生的基础，也是机械设计的突破口。RyeNY和HarrisonDB两位美国专家尝试利用晶体管替代传统的碳刷[2]，他们的尝试得到了回应，晶体管确实能够替代传统电刷来工作，现代无刷直流电机由此形成。由于当时的电机都是老式电机，并没有启动转矩，因此不能够大规模生产，形成产品化。在1962年的时候，无刷直流电机的换相方式得到了改进，霍尔元件被证实可以对无刷电机换相，无刷直流电机的控制理论得到进一步的丰富[3]。无刷直流电机终于可以作为一个成熟的产品，走进普通老百姓的日常生活。经过最近10年的飞速发展，无刷直流电机在我国有了更加广泛的应用和更大的现实意义。在越来越多的西方发达国家，无刷直流电机逐渐替换了有刷直流电机，这是技术革新的结果，也是人类文明进步的必然趋势。论文网