基于C8051F020单片机无刷直流电机控制器的硬件设计开题报告
2020-04-15 17:13:48
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述
一个多世纪以来,电动机作为机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。其主要类型有同步电动机、异步电动机和直流电动机三种。由于传统的直流电动机均采用电刷以机械方法进行换向,因而存在相对的机械摩擦,由此带来了噪声、火化、无线电干扰以及寿命短等弱点,再加上制造成本高及维修困难等缺点,从而大大限制了它的应用范围,致使目前工农业生产上大多数均采用三相异步电动机。
针对上述传统直流电动机的弊病,早在上世纪30年代就有人开始研制以电子换向代替电刷机械换向的直流无刷电动机。经过了几十年的努力,直至上世纪60年代初终于实现了这一愿望。上世纪70年代以来,随着电力电子工业的飞速发展,许多高性能半导体功率器件,如gtr、mosfet、igbt、ipm等相继出现,以及高性能永磁材料的问世,均为直流无刷电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。
由于直流无刷电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点,故在当今国民经济各领域应用日益普及。
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。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
研究内容(包括基本思路,主要研究方法等)
1) 通过c8051f020单片机实现对无刷直流电机的控制。
2) 了解:位置传感器(霍尔元件)发出信号控制功率开关的导通,电流通入定子绕组各相,产生磁场。磁场与电机的转子作用产生力矩,带动电机旋转。通过调节位置传感器可以控制电机的正转与反转。通过调节pwm的脉冲宽度来调节通入全桥电路的电流大小以实现电机转速的控制。电机通过pid控制器(主要是pi)来形成整个单片机和直流电机的闭环控制。