两种新型实用直流无刷电机控制器的设计与实现 直流无刷电动机通过电子换相实现电机运转,与有刷直流(机械换相)电机相比具有噪声低、无电火花干扰、效率高、使用寿命长等优点
所介绍的控制器用PIC 单片机完成电子换相及调速控制,其中,软件实现转子位置检测、旋转磁场信号输出及电机PW M 调速
控制器中电子换相电路的设计方法有很多
对于有位置传感器的无刷电机,用中小规模数字集成电路和经典的数字电路设计方法即可实现
例如,用可编程逻辑器件 CPLD 可在计算机上完成硬件设计、波形仿真和下载
目前用于无刷电机控制的专用集成电路种类有很多,如 MOTOROLA 公司生产的MC33035、东芝公司生产的TA7247 芯片等
这些专用芯片对使用电压、工作电流及电机类型都有一定要求
实践证明使用专用芯片设计控制器在芯片的选择、驱动电路设计及试验等环节并非省时省力
在参考和分析了多种专用集成电路工作原理后,用PIC 单片机设计出两种有位置传感器的无刷电机控制器,同时与专用集成电路设计的控制器进行了对比,得出以下三方面结论: (1)单片机在改变功能和价格上优于专用芯片; (2)软件程序便于加密,有利于知识产权的保护; (3)软件编程灵活,可根据用户需求增加和完善功能
有了 PIC 单片机的控制核,只要改变外围驱动、保护、输出电路,即可对不同功率、不同电压或内部结构不同的无刷直流电机实现控制
1 控制核心 控制器采用PIC16F877 或 PIC16F876 单片机,使用的功能和接口有:八路输入(PIC16F876 为四路输入)10 位 A/D 转换器,分辨率达十位的PW M 脉宽调制输出口 CCP1,可响应外部逻辑电平变化时产生中断的端口 B0、B4、B5,用于换相输出的端口 C
核心部分结构如图 1 和图 2 所示
2 高电压大功率控制器工作原理 该控制器是针对大功率高电压无刷直流电机设计