基于DSP的無(wú)刷直流電機控制器設計與實(shí)現

摘要：介紹了無(wú)刷直流電機的工作原理和控制方式，并提出了一種基于DSP技術(shù)無(wú)刷直流電機控制器設計方案，DSP將CPU、PWM波發(fā)生單元和數據采集單元等外設都集成在一片DSP上，提高了系統集成度和抗干擾性，并使得系統的升級更加容易。實(shí)驗表明，基于DSP的無(wú)刷直流電機控制系統穩態(tài)和動(dòng)態(tài)性能良好，達到了一般伺服系統的性能要求。
關(guān)鍵詞：無(wú)刷直流電機；DSP技術(shù)；伺服系統

隨著(zhù)社會(huì )生產(chǎn)力的發(fā)展，需要不斷地開(kāi)發(fā)各種新型電動(dòng)機。新技術(shù)新材料的不斷涌現，促進(jìn)了電動(dòng)機產(chǎn)品的不斷推陳出新。無(wú)刷直流電機保持著(zhù)有刷直流電機的優(yōu)良機械及控制特性，在電磁結構上和有刷直流電機一樣，但它的電樞繞組放在定子上，轉子上放置永久磁鋼。定子采用位置傳感器實(shí)現電子換相來(lái)代替有刷直流電機的電刷和換向器，各相逐次通電產(chǎn)生電流，定子磁場(chǎng)和轉子磁極主磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉矩。和有刷直流電機相比，無(wú)刷直流電機由于取消了電機的滑動(dòng)接觸機構，因而消除了故障的主要根源。轉子上沒(méi)有繞組，也就沒(méi)有了勵磁損耗，又由于主磁場(chǎng)是恒定的，因此鐵損也是極小的，因而進(jìn)一步增加了工作的可靠性。

1 無(wú)刷直流電機控制原理
無(wú)刷直流電機由電動(dòng)機主體和驅動(dòng)器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。
控制電路對轉子位置傳感器檢測的信號進(jìn)行邏輯變換后產(chǎn)生脈寬調制PWM信號，經(jīng)過(guò)驅動(dòng)電路放大送至逆變器各功率開(kāi)關(guān)管，從而控制電動(dòng)機各相繞組按一定順序工作，在電機氣隙中產(chǎn)生跳躍式旋轉磁場(chǎng)。下面以?xún)上鄬ㄐ切稳嗔鶢顟B(tài)無(wú)刷直流電動(dòng)機為例來(lái)說(shuō)明其工作原理。無(wú)刷直流電機主回路原理圖如圖1所示。