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| 一种直流无刷电机的研究与设计 摘 要 直流无刷电机是近年来迅速发展起来的一种新型电机，它利用电子换相代替机械换相，既具有直流电机的调速性能，又具有交流电机结构简单、运行可靠、维护方便等优点。而且体积小、效率高，噪音低、容量大且可靠性高，在许多领域己得到了广泛的运用。 本文利用直流无刷电机专用集成控制芯片MC33033对直流无刷电机的控制系统进行了研究，主要做了以下几个方面的工作： (1)研究直流无刷电机的结构、运行原理和控制方式。 (2)测试了无感和两种商用有感直流无刷电机控制器的运行。 (3)设计两种直流无刷电机控制器的硬件电路，包括电源电路、功率电路、电流检测电路、电压检测电路、位置检测电路、驱动电路等。 (4)通过实验，验证硬件电路的可行性，根据控制要求修改电路，提高控制性能。实验结果表明，电机在电动运行时具有良好的动态和静态性能，并且由于系统具有很好的保护环节，提高了运行的可靠性。 在测试直流无刷电机控制器的过程中，发现电机的正常工作不仅依赖于控制器设计与制作的正确，还与绕组和霍尔信号的接线顺序有直接关系。本论文就此问题将测试结果进行了比较说明。 关键词 直流无刷电机；电机专用集成电路；绕组顺序；电机控制器；霍尔传感器 目 录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1．1 引言 1 1．2 直流无刷电机概述 1 1．2．1 直流无刷电机的发展 1 1．2．2 直流无刷电机的国内外的研究动态 2 1．3 论文研究的主要内容 3 1．4 论文的章节安排 3 第2章 电机分类与结构简介 5 2．1 引言 5 2．2 电机的基本原理与分类 5 2．2．1 电机的基本原理 5 2．2．2 电机的分类 5 2．3 各类电机的特点及应用场合 6 2．3．1 直流电机 6 2．3．2 异步电机 6 2．3．3 同步电机 7 2．4 电机实物图 7 2．5 直流无刷电机的结构和特点 8 2．5．1 直流无刷电机的基本组成部分 8 2．5．2 直流无刷电机的特点 10 2．6 直流无刷电机的基本工作过程 11 2．6．1 直流无刷电机的工作原理 11 2．6．2 直流无刷电机的工作过程分析 11 2．7 本章小结 14 第3章 直流无刷电机控制系统 15 3．1 引言 15 3．2 无位置传感器控制方式 15 3．2．1 无位置传感器控制方式简介 15 3．2．2 无位置传感器控制系统结构 16 3．3 带位置传感器控制方式 16 3．3．1 基于单片机的直流无刷电机控制器 16 3．3．2 基于DSP的直流无刷电机控制器 17 3．3．3 基于专用集成芯片的直流无刷电机控制器 18 3．4 两种控制方式的比较 19 3．5 本章小结 20 第4章 基于MC33033的直流无刷电机控制器 21 4．1 引言 21 4．2 MC33033芯片及外围电路简介 21 4．2．1 MC33033芯片 21 4．2．2 MC33033主要功能介绍 22 4．2．3 电子测速器MC33039 24 4．2．4 功率开关管的选取 24 4．2．5 三端稳压器7812 26 4．3 直流无刷电机控制器的电路模块与电路设计 26 4．3．1 控制器一结构与原理 26 4．3．2 控制器二结构与原理 26 4．4 本章小结 27 第5章 直流无刷电机控制器的测试 28 5．1 引言 28 5．2 商用有感直流无刷电机控制器的测试 28 5．2．1 基于单片机的直流无刷电机控制器HHK200WDC 28 5．2．2 基于DSP的直流无刷电机控制器DBLS-01-N 29 5．3 无感直流无刷电机控制器的测试 31 5．4 所设计的两种直流无刷电机控制器的测试 31 5．4．1 控制器一——基于MC33033的控制器 32 5．4．2 控制器二——基于MC33033、MC33039的控制器 39 5．5 本章小结 44 结论 45 参考文献 47 致 谢 50 附 录 51 |
