基于专用控制芯片的直流无刷电机控制器

基于c8051的直流无刷电机控制系统的设计
设计一个基于c8051的直流无刷电机控制系统，可以按照以下步骤进行：
1. 选择合适的c8051单片机芯片，建议选择具备PWM输出和
高速计数器功能的型号。

2. 设计电机驱动电路，包括功率电路和驱动电路。

功率电路通常由MOSFET H桥组成，负责将电机驱动电压转换为驱动电流。

驱动电路负责根据单片机控制信号控制MOSFET开关，
控制电机的起停和运动方向。

3. 编写单片机的控制程序。

需要实现以下功能：
- 设定电机转速或转矩的目标值；
- 读取电机的实际转速或转矩；
- 根据目标值和实际值进行比较，计算出控制电压；
- 生成PWM信号，控制电机驱动电路。

4. 调试和测试控制系统。

连接电机和单片机，进行测试和调试，确保系统正常工作。

5. 优化系统性能。

可以根据需要进行性能优化，例如增加闭环控制、采用磁编码器等。

以上步骤仅供参考，根据实际需求和资源可以进行适当调整和修改。

希望能对你有所帮助！。

【基于单片机的无刷直流电机的控制系统设计】1. 引言无刷直流电机（BLDC），作为一种高效、低噪音、长寿命的电动机，被广泛应用于各种领域。

而采用单片机进行控制，实现对BLDC的精准控制，则成为现代工业中的热门技术。

本文将围绕基于单片机的无刷直流电机控制系统设计展开探讨，深入剖析其原理和实现过程。

2. 无刷直流电机的工作原理无刷直流电机是一种采用电子换相技术的电机，其工作原理与传统的直流电机有所不同。

它不需要使用碳刷和电刷环来实现换向，而是通过内置的电子控制器来精确控制转子上的永磁体和定子上的电磁线圈的相互作用，实现转子的旋转运动。

3. 单片机在无刷直流电机控制中的作用单片机在无刷直流电机的控制系统中扮演着核心角色，它通过内置的PWM模块生成PWM波形，用于控制电机驱动器中的功率器件，同时监测电机的运行状态，并根据需要进行调整和反馈控制，实现对电机的精准控制。

4. 基于单片机的无刷直流电机控制系统设计（1）硬件设计在设计基于单片机的无刷直流电机控制系统时，需要考虑到电机的功率和控制要求，选择合适的单片机和电机驱动器，设计电机驱动电路以及检测装置，确保系统能够稳定可靠地工作。

（2）软件设计利用单片机的PWM模块生成PWM波形，采用适当的控制算法（如PID控制算法），编写控制程序，实现对无刷直流电机的精准控制。

考虑到系统的实时性和稳定性，需要进行充分的软件优化和调试。

5. 个人观点和理解在基于单片机的无刷直流电机控制系统设计中，充分理解无刷直流电机的工作原理和单片机的控制特点，合理选择硬件和编写软件，是至关重要的。

只有系统全面、深刻地理解，才能设计出高质量、稳定可靠的控制系统。

6. 总结本文围绕基于单片机的无刷直流电机控制系统设计展开了探讨，从无刷直流电机的工作原理、单片机在控制系统中的作用，到具体的硬件设计和软件设计，全面、深入地阐述了相关内容。

希望通过本文的阐述，读者能够对基于单片机的无刷直流电机控制系统设计有更深入的理解和应用。

Science and Technology &Innovation ┃科技与创新2021年第01期·167·文章编号：2095－6835（2021）01－0167－02基于TMS320F28335的直流无刷电机控制技术应用张兵1，杨浩2（1.南阳农业职业学院机电工程系，河南南阳473000；2.洛阳职业技术学院机电工程学院，河南洛阳471000）摘要：近年来直流无刷电机以质量轻、调速范围精确和故障率低等优点被应用于汽车、工业机器人和家用电器等领域，根据电机调速特性，可分为直接转矩控制和脉宽调速控制，按照直流无刷电机导通形式可分为三三导通和两两导通，在闭环控制中，直流无刷电机控制方式有PID 控制、抗扰控制、模糊控制和自适应控制等多种形式。

其中，电机高性能的精确控制需要电机本体、驱动和控制器组成，常见的直流无刷电机控制芯片是由TI 公司生产的TMS320F28335芯片，它具有专门的霍尔输入模块和电机换相、死区补偿等模块，参考不同的应用环境和要求，可选择适合直流无刷电机特性的控制方式。

关键词：直流无刷电机；调速；PID ；异步交流电机中图分类号：TM33文献标志码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2021.01.0681引言直流无刷电机简称BLDCM ，既具备异步交流电机运行可靠、转矩平稳、维护方便等优点，同时又具备直流有刷电机体积小、运行效率高、调速范围广和调速性能好等特点，它的出现弥补了常见电机摩擦大、寿命短和效率低等缺点，被广泛应用于汽车、家用电器、智能家居及工业生产等领域中[1]。

直流无刷电机的高性能控制是由控制策略和控制器决定，考虑电机具有非线性、强耦合等特性[2]，运行过程中需要时刻进行换相等操作，因此选择由TI 公司生产的TMS320F28335作为主控芯片，并设计直流无刷电机双闭环控制系统，实现电机调速过程具有响应时间快、无超调和鲁棒性强等优点。

基于MCU的无刷直流电动机智能控制装置无刷直流电动机作为执行元件，精度高、运行速度快而且效率高，应用场合很多。

本装置以MCU为控制核心，构成多级控制电路，同软件配合以编程方式控制无刷直流电动机的工作，实践结果证明该装置具有良好的灵活性和稳定性。

标签：直流电动机；无刷；执行元件0 引言直流电动机的调速性能非常优越，利用电刷和换向器的机械整流作用实现能力的转换，在此过程中存在换向火花，容易产生各种干扰，严重限制了直流电动机在各类控制系统中的使用。

无刷直流电动机应运而生，特别是随着电子整流技术的发展特别是电力电子技术的极大进步，无刷直流电动机克服了传统直流电动机的缺点和问题，使得其广泛应用在各类控制系统中。

近年来，高磁能积永磁材料陆续出现，无刷直流电动机的性能更加优越、体积更小，目前无刷直流电动机已经在国民经济的各个领域广泛应用，特别是在家电、电力传动摩托车、汽车、航空航天等领域。

因此对其进行控制的技术开发也越来越受到重视。

1 无刷直流电动机的控制方案整个控制系统主要由无刷直流电动机、逆变器、传感器与控制执行器等四大部分组成，同时为了保证装置的正常工作，具有短路、过流、过电压和欠电压等故障保护电路。

无刷直流电动机实际上是永磁同步电机。

定子结构与普通同步电动机一致，铁心上有槽，槽内嵌入嵌有多相对称绕组，绕组根据需要可以是三角形结构，也可以是Y型结构，不管是何种形式，在使用时分别与逆变器中的各开关管直接相连。

逆变器由主开关和附件做成，主开关一般采用大功率电力电子器件，例如双向可控硅或功率MOSFET等全控型器件。

传感器的作用是检测无刷直流电动机的转子中磁极相对与定子中多相绕组的位置信息，为逆变器换相提供精准的位置信息，实现电流转换工作。

位置传感器的结构包括两部分：定子和转子，其中转子与无刷直流电动机的结构同轴，以实时掌握记录无刷直流电动机转子磁极的位置；而定子可以固定在无刷直流电动机的静止部分，如外壳或端盖上，把检测转子位置信号输出。

基于PWM的直流无刷电机控制系统一、本文概述随着科技的快速发展和电机控制技术的不断进步，直流无刷电机（BLDC，Brushless Direct Current Motor）在各个领域的应用越来越广泛。

它们具有高效、低噪音、长寿命等优点，尤其在航空、汽车、家用电器、电动工具以及机器人等领域得到了广泛应用。

而基于脉冲宽度调制（PWM，Pulse Width Modulation）的直流无刷电机控制系统，以其灵活的控制方式、精确的速度调节和优秀的动态响应特性，成为现代电机控制领域的重要研究方向。

本文将对基于PWM的直流无刷电机控制系统进行深入研究。

我们将简要介绍PWM技术的基本原理及其在电机控制中的应用。

接着，我们将重点探讨基于PWM的直流无刷电机控制系统的构成、工作原理以及主要控制策略。

文章还将分析该控制系统的性能特点，包括调速范围、动态响应、稳定性等。

我们将展望基于PWM的直流无刷电机控制系统的未来发展趋势和应用前景。

通过本文的研究，我们期望能够为读者提供一个全面、深入的了解基于PWM的直流无刷电机控制系统的机会，同时为相关领域的工程师和研究者提供有益的参考和启示。

二、直流无刷电机的基本原理直流无刷电机（Brushless Direct Current Motor，简称BLDCM）是一种通过电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。

其基本原理主要基于电磁感应和电子换向技术。

电磁感应：直流无刷电机内部通常包含定子（stator）和转子（rotor）两部分。

定子通常由多个电磁铁组成，而转子则带有永磁体。

当定子上的电磁铁通电时，会产生磁场，与转子上的永磁体相互作用，从而驱动转子旋转。

这就是电磁感应的基本原理。

电子换向：与传统的直流电机使用机械换向器不同，直流无刷电机使用电子换向器。

电子换向器通常由微处理器和功率电子开关（如MOSFET或IGBT）组成。

微处理器根据电机的运行状态和位置传感器（如霍尔传感器）的反馈信号，控制功率电子开关的通断，从而实现电磁铁的电流方向的改变。

基于79F9211单片机的无刷直流电机控制器设计作者：赵国树周黎英来源：《现代电子技术》2015年第22期摘要：随着无刷直流电机的广泛使用，其控制器市场竞争愈发激烈，优良的性能和低成本之间的矛盾日益突出。

硬件部分采用了较高性价比79F9211单片机为控制器，设计了IGBT 驱动电路及其他辅助电路，完成了一种三相无刷直流电机控制系统。

在双闭环调速环节，采用改进的积分分离PI算法，优化了电流采集的数字滤波算法，满足了无刷直流电机控制的动态和静态性能要求，降低了控制成本。

最后通过实验验证了系统的可行性。

关键词：无刷直流电机； 79F9211单片机；双闭环控制；改进的积分分离PI算法；消抖递推滤波算法中图分类号： TN710⁃34； TP391.4 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2015）22⁃0142⁃05无刷直流电机（Brushless DC Motors，BLDCM）具有高效率、大转矩、小体积等特点，目前已经广泛应用于电动汽车、航空航天、家用电器及工业控制领域。

随着技术的进步，BLDCM越来越向小型化、控制器全数字化、结构新型化和控制先进化方向发展[2]。

当前市场日益竞争日益激烈，除了期望控制器有较好的静态、动态性能，还对控制成本提出了更高的要求。

早期的控制器多采用专用处理器，不利于拓展和二次开发。

随着电子技术的发展，DSP及集成功率芯片的出现，为运动控制提供了良好的平台，但随之成本也相应提高。

针对上述问题，采用了可靠的低成本方案实现了全数字无刷直流电机系统。

1 系统结构及单斩PWM控制BLDCM控制系统硬件部分由微处理器、功率驱动电路、电流检测电路、霍尔信号输入电路、调速电路等组成。

如图1所示，外部调速信号经A/D转换，给控制系统提供速度给定，控制系统根据控制策略完成电子换相并改变PWM占空比，功率驱动电路完成对IGBT的调制，通过改变电机的定子绕组电压改变转速。

双闭环调速系统所需的电流和速度值通过采样电机母线电流和霍尔信号得到。