0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

采用9S12系列单片机的无刷直流电动机系统的设计解决方案

电子设计 来源:郭婷 作者:电子设计 2019-05-08 08:19 次阅读

由于无刷直流电动机既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等系列优点,又具有结构简单、体积小、重量轻、效率高、启动扭矩大、惯量小和响应快等其他种类直流电机无法比拟的优点,故广泛应用于宇航、军事、石油装备及工业和民用领域。这里给出了基于飞思卡尔MC9S12D64单片机的无刷直流电动机控制系统设计方案。

1 无刷直流电动机控制原理

无刷直流电动机系统由电动机、转子位置传感器电子开关线路和驱动电路等4部分组成。其工作原理图如图1所示。

采用9S12系列单片机的无刷直流电动机系统的设计解决方案

直流电源通过驱动和开关电路向电动机的定子绕组供电,提供励磁电流,位置传感器随时检测到转子位置,并根据转子的位置信号控制开关管的导通和截止,从而实现电子换向。随着电动机转子永磁体的转动,作用于位置传感器H1、H2、H3的磁场方向N-S极发生变换,使位置传感器产生相位差为120°的方波信号,如图2所示波形。

采用9S12系列单片机的无刷直流电动机系统的设计解决方案

随着电动机转子永磁体的转动,作用于3个位置传感器HALL1、HALL2、HALL3的磁场方向N-S极发生变换,使位置传感器产生相位差为120°的6状态编码信号:101、100、110、010、011、001,产生控制开关器件MOSFETIGBT等功率管按一定顺序两两导通的控制信号,这样转子每转过一转,6个功率开关管及按固定组合成的6种状态依次导通,保证电机的正常运转。

2 系统硬件设计

2.1 主控制器模块

本系统采用飞思卡尔公司生产的一款16位的9S12系列的MC9S12D64单片机作为主控制器,该芯片具有丰富的I/O端口;片内有8 KB RAM、64 KB Flash、2 KB EEPROM;SCI,SPI,PWM和串行接口模块;带有6路12位PWM模块,可设定为中心对齐或边沿对齐模式,正好用于电机的三对电极的变频控制;片内具有增强型捕捉定时器、8路10位A/D转换模块可用于电流、电压等的检测,实现对控制系统的保护,也可接各种传感器,大大简化外围电路和软件设计。

该系统包括MC9S12D64单片机工作的外围系统、电机位置传感器信号检测部分、电机驱动电路、通信电路和温度电流检测电路。其实现的硬件电路如图3所示。

采用9S12系列单片机的无刷直流电动机系统的设计解决方案

该控制系统主要功能为电动机的正反转的控制、起停控制,转速的测量和闭环调速、电机温度、电流检测与保护等。其中单片机外围系统包括模式选择、复位电路、晶振电路和电源4部分;电机位置传感器的3路输入信号HALL1/HALL2/HALL3经上拉和滤波后分别接入PT0/PT1/PT2引脚,利用该单片机的输入捕捉功能就可以实现电机每转过60°就产生一次中断,很方便地得到转子位置和电机的转速;由PB口输出控制电机转动的驱动控制信号;AN0/AN1口输入测得的电机温度和电机电流信号,A/D转换后换算成实际的温度和电流值。此外利用串口0连接RS485总线接口器件SN75176与上位机进行通信,接收上位机的转速、起停、转向等命令,并把电机转速、温度等电机信息发给上位机,硬件电路简单可靠。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 传感器
    +关注

    关注

    2534

    文章

    48723

    浏览量

    742979
  • 单片机
    +关注

    关注

    6008

    文章

    44109

    浏览量

    623818
  • 电动机
    +关注

    关注

    73

    文章

    3907

    浏览量

    94469
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    直流电动机的结构示意图原理图

    直流电动机   直流电动机(brushless DC motor)是
    发表于 11-20 00:24

    直流电动机的结构示意图原理图

    直流电动机   直流电动机(brushless DC motor)是
    发表于 11-20 00:27

    永磁直流电动机图文集

    永磁直流电动机图文集 
    发表于 12-05 21:11

    直流电动机控制系统设计方案

    直流电动机控制系统设计方案 录入: 鑫海文科技 2.1
    发表于 03-10 15:16

    求大神!关于直流电动机的控制系统设计。

    做毕业设计:直流电动机的控制系统设计,最好有电路图和程序。谢谢啦
    发表于 05-08 19:05

    直流电动机的能量回馈与刹车制动

    直流电动机的能量回馈与刹车制动
    发表于 10-19 18:23

    直流电动机的应用

    直流刷起动磁电机电子换向在家用电器中的应用、近年来的变频式空调中使用了多台能无级调速的永磁
    发表于 08-08 13:37

    怎样去设计永磁直流电动机控制系统

    一种基于PIC18Fxx的永磁直流电动机控制系统的开发
    发表于 05-12 06:21

    直流电动机的特点有哪些?

    直流电动机是什么?直流电动机的特点有哪些?
    发表于 07-21 06:11

    什么是电刷直流电动机的转矩速度曲线

    什么是直流电动机直流电动机是如何工作的?什么是电刷
    发表于 08-06 07:34

    如何去实现直流电动机的速度控制

    怎样去搭建一种完整的直流电动机的动力学模型?直流电动机的实际速度与参考速度有何不同?
    发表于 08-09 06:26

    如何去消除三相直流电动机的干扰现象

    三相直流电动机波形与干扰有何关系?三相直流电动机延时后的波形是怎样得到的?如何去消除三相
    发表于 08-09 06:54

    有关直流电动机的基本知识汇总

    直流电机可分为哪几类?直流电动机有哪些特点?
    发表于 08-11 07:58

    如何使用Arduino控制直流电动机

    在本Arduino教程中,我们将学习如何使用Arduino控制直流电动机。 我们将介绍一些用于控制直流电动机的基本技术,并举两个例子,通过它们我们将学习如何使用L298N驱动器和Arduino板来
    发表于 11-17 08:14

    直流电动机SIMULINK仿真模型资料

    直流电动机SIMULINK仿真模型,欢迎大家下载~
    发表于 10-09 09:03