1、課 程 設 計 學 院 電氣學院 班 級 10自一 姓 名 李勝 梁建偉 學 號 10020514 10020515 目 錄一、直流無刷無霍爾電機原理3二、總體設計方案4三、硬件電路43.1 單片機系統43.2電源模塊53.3 驅動電路6四、小結7附錄 實驗程序8附錄 元器件清單12附錄 原理圖14附錄 圖15一、直流無刷無霍爾電機原理1）無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。 2）無刷電機是指無電刷和換向器（或集電環）的電機，又稱無換向器電機。 3）電動機的轉子上粘有已充磁的永磁體 ，為了檢測電動機轉子的極性，在電動機內裝有位置傳感器。4）驅動器由功率電子器件和集

2、成電路等構成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產生連續轉矩；接受速度指令和速度反饋信號，用來控制和調整轉速；提供保護和顯示等等。5）為了使直流電動機旋轉，需要通過換向器和電刷不斷改變電樞繞組中電流的方向，使兩個磁場的方向始終保持相互垂直，從而產生恒定的轉矩驅動電動機不斷旋轉。6）無刷直流電動機為了去掉電刷，將電樞放到定子上去，而轉子制成永磁體，這樣的結構正好和普通直流電動機相反；然而，即使這樣改變還不夠，因為定子上的電樞通過直流電后，只能產生不變的磁場，電動機依然轉不起來。7）為了使電動機

3、轉起來，必須使定子電樞各相繞組不斷地換相通電，這樣才能使定子磁場隨著轉子的位置在不斷地變化，使定子磁場與轉子永磁磁場始終保持左右的空間角，產生轉矩推動轉子旋轉。二、總體設計方案1）系統由單片機最小系統、電源模塊和JY01A驅動IC等硬件電路部分以及相應的軟件部分構成。2）本設計采用單片機作為主控芯片，用編程的方法來模擬無刷電機的控制邏輯，其特點是使用靈活，通過修改程序可適應不同規格的無刷電機，增加系統功能方便，JY01A驅動電路，具備調速，正反轉，過流保護，短路保護，欠壓保護等功能，工作穩定，防干擾能力強等特點。3）電源電路給單片機和驅動電路提供7V電壓。三、硬件電路 3.1 單片機系統 單片

4、機基本系統包括：89C52及其復位電路、晶振電路和鍵盤電路、LED 8位數碼管共陽顯示電路、流水燈電路、蜂鳴器電路、繼電器電路、MAX232串口通信電路。3.2電源模塊電源電路電源電路圖如圖所示：a. 交流電輸入(220 V)，如果輸入是交流電就得先經轉換器轉成直流。b. 輸入要轉入電機線圈前須先將直流電壓由換流器轉成3相電壓來驅動電機。c. 換流器一般由6個功率晶體管(Q1Q6)分為上臂(Q1、Q3、Q5)/下臂(Q2、Q4、Q6)連接電機作為控制流經電機線圈的開關。d. 控制部則提供PWM(脈沖寬度調制)決定功率晶體管開關頻度及換流器換相的時機。e. 直流無刷電機一般希望使用在當負載變動時

5、速度可以穩定于設定值而不會變動太大的速度控制，所以電機內部裝有能感應磁場的霍爾傳感器。3.3 驅動電路1) Ha,Hb,Hc輸入端，內有上拉電阻，約30K左右 2) 電流檢測回路,一般應用Ri =10K，Ci = 104P，電流采樣電阻R選值參考 R =0.05/( W/V) 式中：0.05常數，如：工作電壓12V，電機功率30W R =0.02( 20m) 3) 在無霍爾驅動中，反電動勢信號經過L339處理后的相位不能搞錯（MAHa；MBHb；MCHc） 4) 驅動門電路，建議使用IR2101S做為驅動門，起到隔離與電平轉換作用 5) VCC電源濾波電容 C，一般按 C = W/V*100式

6、中：工作電壓12V ，電機功率 10W，實際C = 83uF，按照濾波電容的選型原則，向上選用標稱值為100uF電容。四、小結經過兩個星期的科研實踐活動，我收獲頗多。這次課程我們班是以2人一組的形式進行的，那么要想順利的完成任務，團隊合作的好壞起到關鍵的作用。在完成課程任務是，有誤解也有抱怨，但是我們還是能夠很好的分工，一起完成實驗電路板的焊接工作，一起寫出課程設計的實驗報告。通過了合作，我們加深了理解，促進了友誼的更好發展。同時，我們這次是做無刷無霍爾直流電機的實踐，我們通過查找資料，也學會了如何通過網絡進行自主學習，這個對于我們快要畢業的青年來說是非常重要的經驗。這次課設也涉及到了單片機的

7、使用，對我們以前學習的知識也是一種回顧，加深了我們對知識的理解。正所謂，師傅領進門，修行考自身。希望以后能夠利用更多的時間來進行自主學習，增加自己的內涵。附錄 實驗程序/*頭文件*/ #include<reg51.h>#include<absacc.h>#include<intrins.h>/*自定義變量*/#define uint unsigned int#define uchar unsigned charchar gw,sw,bw,qw;uchar j; uchar f=5;sbit P30=P30; sbit P31=P33; sbit p11=p1

8、2; sbit p10=p10; sbit p11=p11; sbit p32=p32; sbit p33=p33; uchar k; uchar a,b; uchar l; uchar flag=0; uchar t=6; /*控制位定義*/unchar code smg=;char data led4=0x08,0x04,0x02,0x01;uint x;display();delays();key();/*主函數*/ main(void) IE=0x8f; TMOD=0x11; TCON=0x04; TH0=0xb1; TL0=0xe0; TH1=0xfc; TL1=0x18; TR1=

9、1; TR0=1; a=0;b=10; gw=sw=bw=qw=0; p2=0x00; display(); /*T0定時中斷函數*/ void t0() interrupt 1 using 2 TH0=0xb1; TL0=0xe0; a+; if(a=20) a=0; if(a<b) p30=1; else p30=0; l=b/20; x=300*5*l; display();/*外部中斷0服務子程序*/ void exint0(void) interrupt 0 b+; if(b>19) b=19; /*外部中斷1服務子程序*/ void exint1(void) inter

10、rupt 0 b-; if(b<1) b=1; /*T1定時中斷函數*/ void t1() interrupt 1 using 1 TH0=0xfc;/重裝T1 TL0=0x18;/*數碼管顯示*/ display() uchar i; gw=x%10; sw=(x/10)%10; qw=x/1000; for(i=0;i<4;) P3=ledi; if(i=0) P2=smggw;delays(); else if(i=1) P2=smgsw;delays(); else if(i=2) P2=smgbw;delays(); else if(i=3) P2=smgqw;delays(); i+;/*延時函數*/delays() uchar i; for(i=5000;i>0;i-) /*按鍵掃描*/ key() if(p10=0) while(!p10) flag+; if(flag%2=0) EA=0; else IE=0x8a; if(p11=0) while(!p11) if(t>0) t-; else t=0; if(p32=0) while(!p32) if(t<10) t+; else t=9; if(p33=0) while