基于直流电动机专用控制器mc33035的控制器设计毕业论文(编辑修改稿)

基于直流电动机专用控制器mc33035的控制器设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

生的转矩也只是正弦转矩曲线上相当于 1/3 周期的一段，且这一段曲线与绕组开始通电时的转子相对位置有关。 显然在图 的瞬间导通晶体管，则可产生最大的平均转矩。 因为在这种情况下，绕组通电 120 度的时间里，载流导体正好处在比较强的气隙磁场中。 所以它所产生的转动脉动最小，平均值较大。 习惯上把这一点选作晶体管开始导通的基准点，定为 0r。 在 0r =0 度的情况下，电动机三相绕组轮流通电时所产生的总转矩如图。 20xx 级 专 科毕业设计论文 第 6 页 共 14 页 图 2. 8 三相直流无刷电动机半控桥转矩 如若晶体管的导通时间提前或滞后，则均将导致转矩的脉动值增加，平均值减小。 当 0r =30 度时，电动机的瞬时转矩过零点，这就是说，当转子转到某几个位置时，电动机产生的转矩为零，电动机起动时会产生死点。 当 0r 大于等于 30 度后，电动机转矩的瞬时值将出现负值，则总输出转矩的平均值更小。 因此，在三相半控的情况下，特别是在起动时， 不宜大于 30 度，而在直流无刷电动机正常运行时，总是尽力把 0r角调整到 0度，使电动机产生的平均转矩最大。 当 0r =0 度 时，可以求得输出转矩的平均值 ： 电动机在电动转矩的作用下转动后，旋转的转子磁场就要切割定子绕组，在各相绕组上感生出电动势，当其转速 n不变时，该电动势波形也是正弦波，相位同转矩相位一致。 在本电路中，每相绕组在一个周期中只通电 ，因此仅在这 期间对外加电压起作用。 所以对外加电压而言，感生电动势波形如图。 图 2. 9 三相直流无刷电动机半控电路的反电动势 同理可按下式求得感生电动势的平均值 ： 5663 sin 0 .8 2 72MaMEE d E () M D ME Z LB rn () 0r30rrILBZTTdTTMDMMMa 6568 2 i n23()() 20xx 级 专 科毕业设计论文 第 7 页 共 14 页 从上面的平均转矩和平均反电动势，便可求得直流无刷电动机稳定运行时的电压平衡方程式，为此首先定义反电动势系数和转矩系数： ITKnEKaTaC 对于某个具体的电动机，它们为常数。 当然，其大小同主回路的接法以及功率晶体管的换相方式 有关。 直流无刷电动机三相半控桥的电压平衡方程组为： IREUU a  其中 nKE ca ， IKT Ta 将其代入上式整理后，可得其机械特性方程为： aTCC TKK RK UUn  )( 式中 n —— 电动机转速（ r/min ）； U —— 电源电压（ V）； U —— 功率管管压降（ V）； CK —— 电动势系数； aT —— 电动机产生的电动转矩平均值（ N/m）； TK —— 转矩系数； R —— 电动机的内阻（Ω）。 在三相半控电路中，其转矩的波动在 TM 到 TM/2 之间，这 是直流无刷电动机不利的一面。 本章主要介绍了直流无刷电动机的基本结构和有位置传感器的直流无刷电动机控制系统的工作原理，阐述了直流无刷电动机的运行特性。 3 直流无刷电动机控制系统的整体方案设计 直流无刷电机控制系统主要由电源电路、给定电路、电压和电流检测电路、功率管驱动及保护电路、直流无刷电机位置信号检测环节以及控制电路和其外围电路组成。 各个电路之间的连接关系以及能量和信号的传输方向如图 所示。 ()()()() 20xx 级 专 科毕业设计论文 第 8 页 共 14 页 图 3. 1 系统框图 图 描述了硬件系统各部分之间的关联，图中箭头表示能量、控制或 检测信号的传送方向。 当系统处在运行状态时，通过外部输入设备（如开关、滑动变阻器等）向控制器发送运行指令（如正转、反转、加速等），并且载入运行参数。 根据外部检测到的电机的位置信号以及电机所处的运行状态来改变控制器输出的控制信号从而调整电机的运行状态。 电压检测环节主要是实现电机运行时的保护（如过压、欠压、以及能量回馈制动方式运行等）。 电流检测环节主要是实现转速、电流双闭环控制和过流保护，从外部检测到的电流信号经过采样后，送到控制单元，控制单元根据检测电流的大小来决定时序信号的输出与否，当出现过流故障时，时序电路 会停止输出控制信号，电机停转。 当堵转时，电流检测电路会给检测电容充电，当堵转的时间够长时，封锁电机转动开关信号，起到堵转保护的作用。 位置信号的检测在本系统中主要实现两个功能，一是检测转子位置，为控制单元提供准确的位置信号，实现开关管的正确换相；此外它还起到转速测量的作用，根据转子每换相一。