直流无刷电机硬件设计文档

硬件电路设计说明书V1 文档版本 1.0编写人：***编写时间：2015-06-10 部门：研发部审核人：审核时间：1.引言1.1编写目的本文档是无刷直流电机风机盘管电源电路及控制驱动电路的硬件设计说明文档，它详细描述了整个硬件模块的设计原理，其主要目的是为无刷直流电机控制驱动电路的原理图设计提供依据，并作为 PCB 设计、软件驱动设计和上层应用软件设计的参考和设计指导。

1.2产品背景1.3参考资料Datasheet：Kinetis KE02Datasheet：MKE02Z16VLC2Datasheet：MKE02Z64M20SF0RMDatasheet：FSB50760SFTDatasheet：TNY266Datasheet：FAN75272.硬件电路概述2.1电源部分电源部分主要功能是提供400V直流电供给电机，另外提供15V直流电给电机驱动芯片供电。

采用反激式开关电源设计。

2.1.1总体方案设计一款 100W驱动开关电源。

给定电源具体参数如下：（1）输入电压：AC 85V~265V（2）输入频率：50Hz（3）工作温度：-20℃~+70℃（4）输出电压/电流：400V/0.25A（5）转换效率：≧85%（6）功率因数：≧90%（7）输出电压精度：±5%系统整体框架如下如图所示为电源的整体架构框图，主要目的是在输入的85~265V、50Hz交流电下，输出稳定的恒压电机驱动直流电。

由图可知，电源电路主要包括了前级保护电路模块、差模共模滤波模块、整流模块、功率因数校正模块、DC/DC模块。

其中EMI滤波电路能够抑制自身和电源线产生的电磁污染，功率因数校正电路采用Boost有源功率因数校正，用电压环、电流环双环闭环进行控制。

DC/DC模块采用光电耦合将原边和副边进行反馈，控制了开关管的开通和关断，保持电压稳定在15V。

2.1.2系统接口2.2控制驱动电路控制驱动电路主要用于控制电机转速，使直流无刷电机按照设定速度平稳安静运行。

系统硬件设计图3.1为该系统硬件总体框图，整个系统由功率驱动电路、调理与保护电路、DSP控制电路及无刷直流电机本体四大部分组成。

本节将分为两部分，即功率驱动硬件部分和数字控制硬件部分，阐述该系统的硬件设计。

图3.1 无刷直流电机系统硬件框图3.1功率与驱动电路本节先根据系统的特点，分析电路的拓扑选择，然后按照电路的三级结构，逐级说明其具体实现过程。

3.1.1 功率电路拓扑选择该电路输入单相交流电（220V/50Hz），输出直接驱动无刷直流电机。

电机前级需有三相逆变桥实现换相，由于电机频率较高，因而受三相逆变桥开关频率的限制，无法采用逆变桥PWM脉宽斩波控制实现调速控制。

本功率系统结构选择“交流-直流-直流-交流”方式，即在逆变桥前级加入buck电路，采用buck调压调速方式控制该高速永磁无刷直流电机。

功率电路结构框图如图3.2所示。

图3.2 功率电路结构框图3.1.2 启动缓冲电路图 3.2中第一级采用二极管不控整流，再用大电容滤波后得稳定直流电压1U 。

电路上电时，由于电容1C 两端电压不能突变，上电产生瞬间的大电流给其充电，该电流太大将造成1C 损坏。

为此，电路中加入了启动缓冲电路。

如下图3.3所示，上电时晶闸管1Q 尚未导通，通过11R C 串联回路给1C 充电，充电电流较小，1U 缓慢上升，电容受到保护。

再利用电阻2R 、3R 对1U 分压采样，当1U 上升到约输入电压峰值的90%时，采样电压1s U 将超过设定的门限电压TH U ，通过比较器后驱动光耦，从而触发晶闸管导通。

晶闸管导通后，1R 被短路，电路进入正常工作状态。

此后向后级供电的过程中，晶闸管一直导通，2R 、4R 的阻值非常大，不对后级产生影响。

后级关断或电路掉电时，1Q 关断，4R 为1C 提供放电回路。

图中TH U 由CC V +经电阻分压得到，而CC V +是由/AC DC 模块电源获得。

G AU 1s U Q 1图3.3 启动缓冲电路示意图3.1.3 直流-直流变换该环节实现调压调速功能，直接利用Buck 变换器降压，但电机满载时该电路输出电流很大，所需输出滤波电感太大。

基于硬件 FOC 的无刷直流电机驱动器设计邮编：114051摘要：随着科技水平的快速发展，对电机的控制要求越来越高，在工业上：电子装备过程中对电机的控制要求越来越高；在医疗领域中：远程控制手术、医护人员使用设备进行细微手术中对设备电机的精度要求越来越高。

并且目前电子数码消费品、工业控制、无人机、机械臂、云台、仿生机器人等设备的电机均需要高精度的闭环或者开环控制，以实现其精准化。

与有刷直流电机相比，无刷直流电机( brushless DC， BLDC) 用电子换向器取代了机械换向器，因此 BLDC 既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点，广泛应用于电子数码消费品、工业控制、医疗设备、家用电器等领域。

本课题所设计的FOC矢量控制可以使电机的运行更加平稳和高效。

本课题还对传统的电机驱动进行升级改造，并能够实现双路电机同步控制。

并且使用了Simulink电机环境配置软件，进行电路模拟仿真，提高模块的实用性和可行性。

本项目能够实现实物与模型的同步，先基于模型的仿真控制，再进行实物的设计与升级。

关键词：FOC；Simulink;同步控制引言：目前对于电机的控制主要是BLDC，BLDC的驱动控制的方式有方波驱动与正弦波驱动。

方波驱动控制简单，但会产生刺耳的噪音，在电机的低速状态下非常难控制; 尽管正弦波驱动能够做到平滑的换向，在低速状态也具有良好的控制效果，但在高速状态下，由于电流环必须跟踪频率不断升高的弦波信号，还要克服由于振幅和频率不断提高的电机反电动势，当达到控制器的极限带宽时，这种控制就失去了作用。

矢量控制( field oriented control，FOC) 既具有正弦波驱动的平滑控制，又解决了高速状态下失控的问题，并且由于其控制特点，能够使电机运行更加高效。

一、驱动器设计原理FOC实现了电流矢量的控制和机电定子磁场的矢量控制，转矩波动小、效率高、噪声小、动态响应快，FOC技术有低转速下控制，电机换向，力矩控制，我们通过利用硬件设计软件立创EDA设计FOC 控制电路，设计基于STM32F407VET6的电机驱动控制模块，通过简单的焊接，实现FOC的模型化，实现对无刷直流电机的精准化控制， BLDC 的驱动控制的方式有方波驱动与正弦波驱动。

直流无刷电机毕业设计毕业设计论文论文题目：直流无刷电机学生姓名：学生学号：专业班级:指导教师：日期：AbstractBrushless DC Motor摘要无刷直流电机是最近发展起来的结合了多学科技术的一种新型电机，结合机电一体化，具有高速度、高效率、高动态响应、高热容量和高可靠性、免维护等优点，同时还具有低噪声和长寿命等特点。

非常适合使用在24小时连续运转的产业机械及空调冷冻主机、风机水泵、空气压缩机负载;低速高转矩及高频繁正反转不发热的特性，更适合应用于机床工作母机及牵引电机的驱动;其稳速运转精度比直流有刷电机更高,比矢量控制或直接转矩控制速度闭环的变频驱动还要高,性能价格比更好,是现代化调速驱动的最佳选择。

目前无刷电机已广泛应用于各种领域，如医疗仪器、分析仪器、材料处理、过程控制、机床工业、纺织工业、轻工机械、电动自行车等。

无刷直流电机的控制要比普通有刷电机的控制要复杂得多。

目前直流电机的控制方法主要有两种，一种是采用专用得直流电机控制芯片，如Motorola公司的MC33035；另一种控制方法各个厂家根据自己的需求采用单片机或DSP进行开发设计。

本设计主要采用嵌入式单片机ATMEGA48写入控制程序，从而形成一种高性能直流无刷电机控制器。

其不但能实现MC33035直流电机控制芯片的全部功能，而且具有接口灵活，功能完善，成本低廉、全数字控制等优点，用户能根据不同应用场合进行灵活配置。

关键词：无刷直流电机、HALL、PWM目录Abstract ............................................................................................... 错误!未定义书签。

摘要..................................................................................................... 错误!未定义书签。

直流无刷电机电动自行车控制器的硬件设计摘要：电控系统是电动自行车的核心部件，其控制器的性能是决定电动自行车稳定可靠运行的重要因素。

本文主要对于直流无刷电机电动自行车控制器的硬件设计相关技术进行分析，对于今后电动车控制系统设计具有一定帮助。

关键词：直流无刷电机控制器，电源转换，硬件设计，电路设计电动自行车控制器的硬件部分分成以下部分[1,2]：电源部分是利用控制器的电源VSS经过电压转换产生+5V和+15V，分别供给单片机及其外围部分和IOR2103功率驱动部分，VSS提供MOSFET管的电源输入；欠压检测部分把VSS通过电阻分压送入单片机与设定电压比较来判断电源是否欠压；换相电路通过74HC08与非门产生跟电机相位序列一致的控制序列，经过霍尔传感器利用反电势原理的位置信号，把该信号的状态与电机的固定序列进行比较判断换相的正确性；MOSFET驱动电路由IOR2103把上管和下管控制信号进行放大，从而来驱动大功率管。

1 芯片选型设计硬件前有许多准备工作需要做，他们是硬件设计的基础主要有芯片选型芯片选型。

在电动自行车无刷电机控制器这样一个应用场合来说，根据对控制器的要求有多种数据处理芯片可供选择。

若控制方法复杂、运算量较大，精度性能要求较高，可以选用OSP高性能芯片船1。

若运算量较小，速度要求不特别高，主要运算为逻辑运算，而且输出I／O口较多，则应用单片机设计较好。

单片机的好处是自带I／O接口、PWM模块、捕捉／比较功能、外中断、内部定时器甚至通讯、自编程等功能方便实现用户功能的同时大大减少外围电路、降低成本和可靠性。

目前市场上单片机种类型号非常多，多家公司在生产，各有所长。

这其中，MICROCHIP公司的PIC系列单片机型号尤其丰富，内部功能模块配置多样、齐全，12位、14位、16位及32位(按指令长短区分)一应俱全，以适应市场细分化的趋势而取得销售份额的增长。

所以，此次研究的控制器，采用PIC单片机。

无刷直流电动机硬件设计3.1 逆变主电路设计3.1.1 功率开关主电路图3-1 功率开关主电路原理图逆变器将直流电转换成交流电向电机供电。

与一般逆变器不同，它的输出频率不是独立调节的，而是受控于转子位置信号，是一个“自控式逆变器”。

由于采用自控式逆变器，无刷直流电动机输入电流的频率和电机转速始终保持同步，电机和逆变器不会产生振荡和失步，这也是无刷直流电动机的重要优点之一。

3.1.2 逆变开关元件选择和计算MOSFET在1960年由贝尔实验室（Bell Lab.）的D. Kahng和 Martin Atalla 首次实验成功，这种元件的操作原理和1947年萧克莱（William Shockley）等人发明的双载子晶体管（Bipolar Junction Transistor, BJT）截然不同，且因为制造成本低廉与使用面积较小、高整合度的优势，在大型积体电路（Large-Scale Integrated Circuits, LSI）或是超大型积体电路（Very Large-Scale Integrated Circuits, VLSI）的领域里，重要性远超过BJT。

近年来由于MOSFET元件的性能逐渐提升，除了传统上应用于诸如微处理器、微控制器等数位讯号处理的场合上，也有越来越多类比讯号处理的积体电路可以用MOSFET来实现。

表3-1对IGBT、GTR、GTO 和电力MOSFET的优缺点的比较器件优点缺点IGBT 开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTOGTR 耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低 开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强 电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低电 力 MOSFET 开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置通过上述的比较，我选择MOSFET 。

无刷直流电机控制电路硬件设计一、硬件系统整体设计无刷直流电机控制器的硬件系统主要由DSP 控制板、功率驱动板和无刷直流电机三个部分构成：控制板部分是以数字信号办理器 DSP 为核心的多个模块构成，包含稳压电路、 EEPROM储存电路、 SCI 通讯电路、 CAP 捕捉电路、 AD 变换和 PWM 驱动电路。

DSP 控制板的主要功能是接收和办理来自功率驱动板的信号，并经过功率驱动板来控制电机运转和停止；功率驱动板由*****驱动器、传感器接口和功率开关电路构成。

功率驱动板一端连着 DSP 主控制板，一端连着电机，是整个控制系统的中间环节。

功率驱动板需要接收来自 DSP 主控制板的控制指令，并依据指令控制电机的状态；同时需要及时监测电机的工作状态，并反应给主控制板。

二、 DSP 控制板的设计（一） DSP 控制核心器本设计控制器的主控芯片采纳由TI 企业设计生产的32 位高效率定点DSP 芯片 ********** 。

作为一款数字信号处器，其数字信号办理能力强，还拥有与单片机近似的丰富的外头接口，以及优秀的嵌入式开发能力，能够很好地知足很多控制系统的需求。

本设计采纳 ********-*****引脚薄型四方扁平（TQFP）封装。

（二）稳压电路设计********** 工作电压为 3.3V，因为控制板的输入电压为5V，所以需要电源忘片达成电压的变换。

考虑到 ********** 对电源敏感，本设计采纳电压精度较高的线性稳压器*****-3.3 。

*****-3.3在1A 电流下压降仅为 1.2V，精度较高，同时内部集成了过热保护和限流电路，靠谱性高。

（三）上位机通讯电路设计串行通讯口（ SCI）是采纳两根信号线的异步串行通讯接口。

SCI 模块由发送器和接收器两部分构成，二者的内部构造相像，可是相互是能够独立工作的，互不影响，都能够独自配置与工作，因此能够达成数据的单工、半双工以及全双工的发送与接收；而且该模块还能够设定通讯的波特率、起止位、校验位等标记位，操作灵巧。

如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！永磁直流微电动机控制技术Permanent magnet DC micro-motorcontrol technology专业：测控技术与仪器姓名：拓明方指导教师：申请学位级别：学士论文提交日期： 2015年月日学位授予单位：天津科技大学如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！摘要传统直流电机中电刷和换向器的存在使得其结构变得复杂，而且换相时发生的械接触严重影响了电机运行的可靠性和稳定性，而且会缩短其使用寿命，极大的影响了电机的应用范围。

因此，长期以来科学家们都着力于研究能有效替代电刷和换向器的装置或控制方法。

伴随着微处理器技术和智能控制技术的发展以及永磁材料的出现，PMBDCM 正在以其优越的性能逐步取代传统电机应用于各个领域。

其中无位置传感器的PMBDCM更是克服了位置传感器安装复杂、成本较高的缺陷，拥有可靠的工作性能和简单的电机结构等优势。

因此，针对无位置传感器的PMBDCM，本次毕业设计详细介绍PMBDCM的结构和工作原理，以TMS320F2812芯片为核心设计了 PMBDCM的无位置传感器控制系统的硬件电路，给出了模块化的软件设计思路；并选择硬件起动法和“反电动势”过零检测法来控制电机运行。

最后在MATLAB/SIMULINK环境下，采用模块化设计思路对无位置传感器的PMBDCM进行建模；并采用经典的双闭环控制方法对电机模型进行仿真，通过仿真结果证明了“反电动势”过零检测法的可行性。

关键词：PMBDCM；无位置传感器； TMS320F2812；“反电势”过零检测如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！ABSTRACTTraditional DC motor has a complicated structure because of brush and commutator existence, and mechanical contact occurs when the commutation of a serious impact on the reliability and stability of the motor operation, as well as, it will shorten motor’s life, a great impact on the application range of the motor. scientists have long been focused on the study can effectively replace devices or control method brushes and commutator.With the development of microprocessor technology and intelligent control technology and permanent magnet material advent, PMBDCM is its superior performance to gradually replace Traditional motor used in various fields. Which PMBDCM position sensor-less is overcome complex and costly defects in position sensor mounted, possess reliable performance, simple motor structure and other advantages.Therefore, for the position sensor-less PMBDCM, this graduation design details of the structure and working principle on PMBDCM ,use TMS320F2812 chip as the core designed sensor-less control system hardware circuit and a modular software design ideas for PMBDCM, then, select hardware starting method and the "back-EMF" zero-crossing detection method to control the motor running.Finally, under the MATLAB / SIMULINK environment, build a position sensor-less PMBDCM model by modular design concept; and simulate motor model adopt the classic double-loop control method, the simulation results proved feasibility of the "back-EMF " zero-crossing detection method.Keywords: PMBDCM; Position sensor-less control; TMS320F2812;"back-EMF " zero-crossing detection如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！目录1 绪论 (1)1.1永磁无刷直流电动机控制技术的研究概况 (1)1.2永磁无刷直流电动机的发展趋势 (2)1.3永磁无刷直流电动机的特点及应用 (3)1.3.1 在航空航天中的应用 (3)1.3.2 在汽车中的应用 (3)1.3.3 在家用电器中的应用 (4)1.3.4 在精密电子设备和器械中的应用 (4)1.4论文需要做的工作 (5)2 永磁无刷直流电动机的结构和原理 (6)2.1永磁无刷直流电动机的结构 (6)2.1.1 电动机本体 (7)2.1.2 位置传感器 (7)2.1.3 逆变器（电子开关线路） (8)2.2永磁无刷直流电动机的基本工作原理 (9)2.2.1 有刷直流电动机的工作原理 (9)2.2.2.无刷直流电动机工作原理 (10)2.3无刷和有刷直流电机的比较 (12)3 永磁无刷直流电动机的控制系统设计 (13)3.1控制系统的硬件设计 (13)3.1.1 驱动电路及驱动保护模块 (14)3.1.2 PIC16F877A 芯片及控制系统原理图 (15)3.2控制系统的软件设计 (17)3.2.1 软件设计 (17)3.2.2 处理位置传感器的检测信号 (18)3.3本章小结 (18)如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！4 永磁无刷直流电动机的无位置传感器控制技术 (19)4.1无位置传感器PMBDCM的控制系统硬件设计 (19)4.1.1 控制系统框图 (19)4.1.2 逆变器电路的设计 (20)4.1.3 逆变器驱动电路设计 (20)4.1.4 核心控制电路及外围电路 (21)4.2转子位置的检测及无位置传感器时电机的起动 (23)4.2.1 反电势过零检测法原理和实现 (23)4.2.2 无位置传感器PMBDCM的硬件起动 (25)4.3无位置传感器PMBDCM的控制系统软件设计 (26)4.3.1 转子零初始位置起动程序 (26)4.3.2 “反电势”法运行程序 (28)4.3.3 功率模块保护中断（PDPINT）服务程序 (29)4.4本章小结 (29)5 永磁无刷直流电动机无位置传感器控制系统的仿真 (31)5.1PMBDCM的数学模型 (31)5.2无位置传感器PMBDCM的建模和仿真 (32)5.2.1 总体结构设计 (32)5.2.2 双闭环调速系仿真结果 (33)6 总结与展望 (36)参考文献 (37)致谢 (38)如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！1 绪论永磁无刷直流电动机 ( 以下简称 PMBDCM ) 是近年来随着信息技术和材料技术的发展而迅速发展起来的一种性能优秀的新型电动机。

2021年第40卷第6期传感器与微系统(Transducer and Microsystem Technologies)89DOI ： 10.13873/J. 1000-9787(2021)06-0089-03基于硬件FOC 的无刷直流电机驱动器设计**收稿日期=2019-09-25*基金项目：2018年度南充市科技计划项目(18GXJS0014)王其军J 杨坤S 苏占彪彳，杨峰'(1•西南石油大学石油与天然气工程学院，四川成都610500；2.西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；3.四川中匠科技有限公司，四川南充637000)摘 要：针对目前无刷直流电机(BLDC)驱动器尺寸大、控制效果不理想、稳定性差等问题,设计了基于硬件矢量控制(FOC)的无刷直流电机驱动器。

以TMC4671为控制核心，通过电流采集电路实时跟踪相电流,通过编码器获得电机实时位置信息，通过半桥驱动电路驱动电机。

TMC4671为硬件FOC 芯片，内部通 过硬件的方式实现FOC 算法。

对比软件方式，运算速度更快、稳定性更高。

该駆动器的设计能能够为相关开发人员提供参考，并且由于芯片集成度高，尺寸小,使得高性能的嵌入式电机控制成为可能。

关键词：矢量控制；无刷直流电机；电机驱动中图分类号：TM33 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2021)06-0089-03Design of BLDC motor driver based on hardware FOCWANG Qijun 1, YANG Kun 2, SU Zhanbiao 3, YANG Feng 3(1. School of Petroleum Engineering , Southwest Petroleum University , Chengdu 610500, China ；2. School of Mechanical Engineering , Southwest Petroleum University , Chengdu 610500, China ；3. Sichuan Zhongjiang Technology Co Ltd , Nanchong 637000, China )Abstract : Aiming at the problems of large size , unsatisfactoiy control effect and poor stability of brushless DCmotor driver,a brushless DC motor driver based on hardware field oriented control ( FOC) is designed. This driver takes TMC4671 as the control core , tracks the phase current through the cunent acquisition circuit , obtains thereal-lime position information of lhe motor ihrough the encoder,and drives the motor through lhe half-bridge drive circuit. TMC4671 is hardware FOC chip , FOC algorithm is implemented by hardware internaily. Compared withsoftware , the algorithm is faster and more stable ・ The design of the drive can provide reference for relevant developer , and due to the high integration and the compact size , it is possible to achieve high performanceembedded motor control.Keywords : field oriented control ( FOC) ； brushless DC( BLDC) motor ； motor driver0引言与有刷直流电机相比，无刷直流电机(brushless DC, BLDC)用电子换向器取代了机械换向器，因此BLDC 既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单、无换向火花、运行可靠和易于维护等优点，广泛应用 于电子数码消费品、工业控制、医疗设备、家用电器等领域⑴。

硬件电路设计说明书V1 文档版本 1.0编写人：彭威编写时间：2015-06-10 部门：研发部审核人：审核时间：1.引言1.1编写目的本文档是无刷直流电机风机盘管电源电路及控制驱动电路的硬件设计说明文档，它详细描述了整个硬件模块的设计原理，其主要目的是为无刷直流电机控制驱动电路的原理图设计提供依据，并作为 PCB 设计、软件驱动设计和上层应用软件设计的参考和设计指导。

1.2产品背景1.3参考资料Datasheet：Kinetis KE02Datasheet：MKE02Z16VLC2Datasheet：MKE02Z64M20SF0RMDatasheet：FSB50760SFTDatasheet：TNY266Datasheet：FAN75272.硬件电路概述2.1电源部分电源部分主要功能是提供400V直流电供给电机，另外提供15V直流电给电机驱动芯片供电。

采用反激式开关电源设计。

2.1.1总体方案设计一款 100W驱动开关电源。

给定电源具体参数如下：（1）输入电压：AC 85V~265V（2）输入频率：50Hz（3）工作温度：-20℃~+70℃（4）输出电压/电流：400V/0.25A（5）转换效率：≧85%（6）功率因数：≧90%（7）输出电压精度：±5%系统整体框架如下如图所示为电源的整体架构框图，主要目的是在输入的85~265V、50Hz交流电下，输出稳定的恒压电机驱动直流电。

由图可知，电源电路主要包括了前级保护电路模块、差模共模滤波模块、整流模块、功率因数校正模块、DC/DC模块。

其中EMI滤波电路能够抑制自身和电源线产生的电磁污染，功率因数校正电路采用Boost有源功率因数校正，用电压环、电流环双环闭环进行控制。

DC/DC模块采用光电耦合将原边和副边进行反馈，控制了开关管的开通和关断，保持电压稳定在15V。

2.1.2系统接口2.2控制驱动电路控制驱动电路主要用于控制电机转速，使直流无刷电机按照设定速度平稳安静运行。

无感无刷直流电机之电调设计全攻略前 言 (1)1. 无刷直流电机基础知识 (2)1.1 三个基本定则 (2)1. 左手定则 (2)2. 右手定则（安培定则一） (3)3. 右手螺旋定则（安培定则二） (3)1.2 内转子无刷直流电机的工作原理 (3)1. 磁回路分析法 (4)2. 三相二极内转子电机结构 (5)3. 三相多绕组多极内转子电机的结构 (7)1.3外转子无刷直流电机的工作原理 (8)1. 一般外转子无刷直流电机的结构 (8)2. 新西达2212外转子电机的结构 (8)1.4 无刷直流电机转矩的理论分析 (14)1. 传统的无刷电机绕组结构 (14)2. 转子磁场的分布情况 (15)3. 转子的受力分析 (16)4. 一种近似分析模型 (18)1.5 换相与调速 (19)1. 换相基本原理 (19)2. 新西达2212电机的换相分析 (24)3. 调速 (28)2. 无感无刷电调的驱动电路设计 (30)2.1 电池电压监测电路 (30)2.2 换相控制电路 (30)1. 六臂全桥驱动电路原理 (31)2. 功率场效应管的选择 (33)2.3 电流检测电路 (45)2.4 反电势过零检测电路 (49)2.5 制作你自己的电调线路板 (50)3. 无感无刷电调的软件设计 (52)3.1 电流检测 (52)3.2 定时器延时与PWM信号 (53)1. 定时器初始化 (54)2. 定时器T0的溢出中断服务程序 (54)3. 利用T0延时（毫秒极） (54)4. 利用T0延时（微秒极） (55)5. PWM信号的产生 (55)3.3 过零事件检测与电机换相 (56)1. BLMC.h中定义的宏 (56)2. 过零检测与换相代码分析 (59)3.4 启动算法 (63)1. 函数Anwerfen启动流程分析 (63)2. 启动算法机理探究 (65)3.5 上电时的MOSFET自检 (68)1. 函数Delay和DelayM (68)2. 函数MotorTon自检流程分析 (68)3.6 让你的电机演奏音乐 (70)3.7 通信模块 (72)1. PPM解码 (72)2. TWI总线通信 (74)3. 串口通信 (74)4. 指令的收入函数SollwertErmittlung (75)4. 德国MicroKopter项目BL-Ctrl电调程序主程序代码流程分析（V0.41版本） (77)5.1 全局变量列表 (78)5.2 main主函数流程分析 (80)1. 进入while(1)前的准备工作 (80)2. while(1)主循环内容分析 (81)5. 高级话题 (86)5.1 电机的控制模型 (86)5.2 四轴上的校正策略 (87)附录一 (88)附录二 (89)附录三 (93)附录四 (94)前 言关注开源四轴项目也有近一年了，前期都以潜水为主，业余时间主要是在啃那些控制和导航的理论书籍。

BLDC无刷直流电动机-设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：摘要序言由于BLDC无刷直流电动机既具有交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故在当今国民经济各领域应用日益普及。

一个多世纪以来，电动机作为机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域以及人们的日常生活中。

其主要类型有同步电动机、异步电动机和直流电动机三种。

由于传统的直流电动机均采用电刷以机械方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦，由此带来了噪声、火化、无线电干扰以及寿命短等弱点，再加上制造成本高及维修困难等缺点，从而大大限制了它的应用范围，致使目前工农业生产上大多数均采用三相异步电动机。

针对上述传统直流电动机的弊病，早在上世纪30年代就有人开始研制以电子换向代替电刷机械换向的BLDC无刷直流电动机。

经过了几十年的努力，直至上世纪60年代初终于实现了这一愿望。

上世纪70年代以来，随着电力电子工业的飞速发展，许多高性能半导体功率器件，如GTR、MOSFET、IGBT、IPM等相继出现，以及高性能永磁材料的问世，均为BLDC无刷直流电动机的广泛应用奠定了坚实的基础。

关键字：BLDC，各个领域，发展，高性能ABSTRACTPrefaceDue to a series of advantages of the structure of BLDC brushless DC motor not only has the simple AC motor, reliable operation, convenient maintenance and so on, but also have many advantages of DC motor and high operation efficiency, no excitation loss and good speed performance, the application in various fields of today's national economy growing popularity.More than a century, the motor as an electromechanical energy conversion devices, its application scope has been in every field of the national economy and people's daily life. A synchronous motor, induction motor and DC motor for the three main types of. Because the conventional DC motor adopts brush reversing in a mechanical way, so there are relative mechanical frictions, which brings the cremation, radio interference and noise, short life and other weaknesses,shortcomings coupled with high manufacturing cost and difficult maintenance etc, which greatly limits its scope of application, resulting in the current agricultural and industrial production most adopt the three-phase asynchronous motor.In view of the disadvantages of traditional DC motor, in the early 30's of the last century began to develop in the electronic commutation instead of brush commutation of Brushless DC motor BLDC. After decades of effort, until in the early 60 century finally realized this desire. The last century since the 70's, with the rapid development of power electronics industry, many high performance semiconductor power devices, such as GTR, MOSFET, IGBT, IPM appeared in succession, and the advent of high performance permanent magnetic materials, and laid a solid foundation for wide application of BLDC in Brushless DC motor.Keywords: BLDC, each field, the development of high performance目录摘要 (I)目录 .................................................................................................................................. I I 第1章引言.. (1)1.1设计目的和要求 (1)1.1.1设计的目的 (1)1.1.2设计的要求 (1)1.2设计的主要内容 (1)1.3设计原则 (1)第2章小区环境与住宅情况 (3)2.1 小区的位置与气候 (3)2.2 住宅小区基本情况 (3)第3章住宅小区负荷计算 (4)3.1供配电系统概述 (4)3.2负荷分级及供电要求 (4)3.2.1 负荷分级的相关规范 (4)3.2.2本工程的负荷情况 (5)3.3 电源及高压供配电系统 (6)3.3.1电源的选择 (6)3.3.2根据用户的需求判断 (7)3.3负荷计算 (8)3.3.1住宅小区住户照明用电计算方法 (8)3.3.2其他负荷计算方法 (10)3.3.3详细负荷计算方法 (11)3.3.4其他用电负荷计算 (13)第4章电源配电房设备及发电油机的比较与选择 (15)4.1配电房设备 (15)4.1.1断路器与熔断器 (17)4.1.2直流供电系统 (17)4.2电油机 (18)4.2.1油机发电机组 (18)4.2.2柴油发动机和汽油发动机的比较 (18)4.2.3电动机的启动 (19)4.2.4对双电源切换的要求 (21)4.2.5发电机循环运行时间 (22)第5章电气安全、防雷和接地保护 (24)5.1安全常识 (24)5.2防雷系统的概述、等级和措施 (24)5.2.1防雷系统的概述 (24)5.2.2建筑物的防雷等级 (24)5.2.3高层建筑物的防雷措施 (26)5.3接地系统概述 (29)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)附表一噪声的标准 (34)附表二变压器进线柜图 (35)附表三配电柜出线图 (36)附表四发电机接线图 (37)附表五配电室接地图 (38)第1章引言1.1设计目的和要求1.1.1设计的目的随着人们对生活环境和品质的不断提高，高科技的发展，电与人们的生活越来越密切相关了。