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一种依据PIC16F877A的无刷直流电机操控器规划

发布时间:2022-04-30 19:54:18 来源:kok体育竞猜

产品介绍

  摘要:跟着科技的展开,对无刷直流电动机的功能提出更高的要求。本文在研讨无刷直流电动机数学模型、导通方法的基础上,以单片机最小体系、转子方位检测电路、IGBT驱动维护电路和体系信息反馈电路,并使用MPLAB软件编译渠道编写操控体系软件程序。经过对试验成果的剖析:可知本文所规划的操控体系功能牢靠、结构简略,可以完成对无刷直流电机的牢靠操控。

  电动机是将电能转换为机械能的常用设备,依照作业原理将电动机分为直流电动机和沟通电动机。直流电动机具有滑润安稳的调速特性和优秀的发动功能,所以在需求频频发动和速度改变要求较高的场合如机床、风力发电机、轨迹列车、和轧钢场等设备上有广泛使用。但传统直流电机转子换相进程依托电刷和换向器直接的合作,换相进程会发生火花和电磁搅扰,对周围电气设备的电磁兼容形成很大影响,一起,电刷归于易耗器材,需求定时查看和替换,耗费许多人力资源和原资料的糟蹋。为了处理上述问题,许多专家、学者对无刷直流电机展开许多研讨作业。

  无刷直流电动机作为机电一体化的典型产品,具有传统直流电动机的调速特性好、运转安稳,又具有沟通电动机结构简略、便于维护的长处,所以在部分范畴得到开始使用。稀土资料的展开使得无刷直流电动机得到进一步的展开,但选用稀土资料制成的无刷直流电动机本钱过高,仅使用在航空、航天和军用等高科技范畴。20世纪80年代钕铁硼永磁资料呈现后,大大下降了无刷直流电动机的本钱,为无刷直流电动机其在民用范畴的使用供给或许,从几十瓦至上百瓦的无刷直流电动机在轿车、机床、仪器仪表和石化化工等等民用范畴初显身手。

  随之电力电子技能和现代操控理论的快速展开,使得电动机技能取得跨越性的改变,电机制造工艺和操控理论不断老练,关于无刷直流电动机操控技能研讨是当今高校和科研单位研讨的热门。本文在对无刷直流电机数学模型、运转进程和主回路导通方法研讨的基础上,依据PIC16F877A规划了无刷直流电机操控体系,首要包含PIC16F877A最小体系、转子方位检测电路、IGBT驱动维护电路和体系信息反馈电路,并使用MPLAB软件编译渠道编写操控体系软件程序。

  永磁无刷直流电动机使用电与磁之问的联系,在电动机转子上装有永磁资料,定子上环绕三相线圈,线圈通电时发生电磁场,电磁场和永磁体磁场之间相互作用使电机旋转,随之转子的旋转三相绕组线圈换相,为电动机旋转供给继续转矩。永磁体采纳径向充磁的瓦形稀土永磁体。电动机定子三相绕组选用星型衔接方法,处理器检测转子的方位,定子依据微处理器发送的信号进行换相,确保电机继续旋转。

  1)电动机定子三相绕相之间彻底对称,气隙磁场为方波,定子电流和转子磁场散布的磁场为对称方波。

  4)电动机定子电流为三相对称1 200(电视点)的矩形波,定子绕组为600相宽的会集整矩绕组。

  为了减小转矩发生纹波,永磁无刷直流电动机的气隙磁密波形应该和供电电流的波形相同。在抱负状态下,矩形波定子电流和相同波形的气隙磁通相互作用,两者相结合发生稳定的电磁转矩。

  式中,U表明三相绕组中的电压,r表明每相绕组的电阻值,i表明运转时每相绕组中的电流,L表明每相运转电感,E表明每相反电动势。有公式(1)可得运转时的无刷直流电动机电压方程:

  其间,Te为电动机的额外转矩,Pn为电动机的极对数;r为电动机的角速度;ia、ib、ic是A相、B相、C相相电流;ea、eb、ec为A相、B相、C相每相的反电势。无刷直流电动机(疏忽滚动时的粘滞系数)的方程可写为:

  其间,Te为额外转矩,TL为负载转矩,J为电机转轴上的滚动惯量的总和。为机械角速度。

  三相半控和三相全控是无刷直流电机操控体系主回路操控方法的根本类型,无刷直流电机示意图如图1所示。三相半控电路选用3个功率器材操控绕组的导通方法,每个绕组由一个功率开关操控,一个周期只要1/3时刻导通,别的2/3时刻不通电,绕组没有得到充沛的使用。三相全控电路选用6个功率器材操控绕组的导通方法,同一时刻至少有两相绕组导通,绕组得到充沛使用,所以咱们选用三相全控式电路。

  在三相无刷直流电机全控式操控体系中,绕组导通方法常见的有两两导通方法和三三导通方法。选用在两两导通方法时,每个时刻都有不同桥臂的两个功率器材导通,界说流人绕组的电流发生的力矩方向为正Ta,则流出(另一个绕组)电流发生的力矩方向为负Ta,则它们的组成力矩为3Ta,如图2(a)所示。

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