目 录
第一章 绪论 (1)
1.1课题研究背景和意义 (1)
1.1.1课题研究背景 (1)
1.1.2课题研究目的和意义 (1)
1.2国内外研究现状及发展趋势 (2)
1.2.1国内研究现状 (2)
1.2.2国外研究现状 (3)
1.2.3驱动电路设计的发展趋势 (4)
1.3无刷直流直流电机的应用 (5)
1.4论文主要研究的内容 (6)
第二章无刷直流电机的基本结构与工作原理 (7)
2.1无刷直流电机的结构组成 (7)
2.1.1电机本体 (8)
2.1.2位置传感器 (9)
2.1.3电子开关线路 (10)
2.2无刷直流电机的工作原理 (10)
2.3无刷直流电机的驱动方式 (13)
2.4 无刷直流电机的数学模型 (14)
2.4.1电压平衡方程 (14)
2.4.2电机转矩方程 (15)
2.5本章小结 (16)
第三章 无刷直流电机的控制 (17)
3.1无位置传感器转子位置检测 (17)
3.2无刷直流电动机的起动 (19)
3.3本章小结 (21)
第四章 无刷直流电机硬件电路设计 (22)
4.1 BLDCM系统硬件电路的总体设计 (22)
4.1.1DSP概述 (22)
iii
4.1.2 TMS320F2812概述 (23)
4.2 BLDCM逆变桥电路的设计 (24)
4.2.1功率器件的选择 (24)
4.2.2逆变桥电路 (25)
4.2.3保护电路设计 (26)
4.3驱动电路设计 (27)
4.3.1驱动芯片IR2136 (27)
4.3.2驱动电路设计 (29)
4.3.3光电隔离电路 (30)
4.4采样电路设计 (31)
4.4.1母线电流检测电路的设计 (31)
4.4.2母线电压检测电路的设计 (34)
4.5转子位置检测电路设计 (34)
4.5.1有位置传感器的转子位置检测电路 (34)
4.5.2无位置传感器控制的转子位置检测电路 (35)
4.6 电源电路的设计 (37)
4.7 LED指示灯 (38)
4.8设计软件介绍 (38)
4.9本章小结 (39)
第五章 系统仿真结果分析 (40)
5.1 BLDCM的Proteus仿真模型 (40)
5.2驱动电路的仿真 (40)
5.3有位置传感器转子位置检测电路仿真 (41)
5.4采样电路的仿真 (43)
5.5无位置传感器BLDCM位置信号波形 (44)
5.6本章小结 (45)
结论与展望 (46)
参考文献 (46)
致谢 (50)
iv
第一章 绪论
第一章 绪论
1.1课题研究背景和意义
1.1.1课题研究背景
近些年来，随着科技的进步，尤其是半导体相关技术、微集成电路技术、数字信号微机处理技术和现代控制理论等多种高新电子技术和理论迅速发展，这些新兴的技术与传统电机相结合催生了一种新型电机——无刷直流电动机，这种电机一经研制出来就受到了强烈关注，得到了迅速发展，并开始在多个领域，尤其是运动控制领域中占据主导地位，显示出其强大的生命力和广阔的应用前景。
无刷直流电机是通过电子换相，而不是传统的机械换相，所以它具有结构简单、运行稳定可靠、工作性能好、效率高、维护方便等诸多优点，同时还具有工作噪音小、使用寿命长、体积小、质量轻等其独特的优点[1,2,3]。正是由于无刷直流电机的这些优点，才使得它的应用范围在不断的扩大，在军事、宇航领域、民用和工业领域等被广泛应用，例如主要应用在计算机、音响设备等办公自动化领域，机械设备加工、电梯控制等工业伺服控制领域和医疗器械领域。
随着无刷直流电机应用的范围越来越广泛，人们对无刷直流电机工作性能的要求也越来越高，于是采用什么样的驱动电路来驱动电机以及怎样提高电机的性能得到越来越多人的关注。
1.1.2课题研究目的和意义
在无刷直流电机的应用领域，无刷直流电机向着智能化、微型化发展，并对无刷直流电机的可靠性要求越来越高，但是目前无刷直流电机的驱动电路设计较为复杂，系统可靠性低，阻碍了无刷直流电机的发展。本课题主要是研究无刷直流电机的驱动电路设计，使其结构简单，工作可靠，降低电路设计的复杂程度，提高系统的可靠性。通过对无刷直流电机驱动电路的设计，可以把研究思想运用到无刷直流电机的测试工作中，为无刷直流电机的驱动电路设计提供理论支持。在本课题设计中，本着既能保证驱动电路功能的良好实现，也能使得整套电子控制线路结构简单、运行可靠、成本低廉的思路，选择合适的专用电动机控制集成电路芯片和模拟元件，比较分析优化电子电路的结构，在实际的中小型电动机控制中有较大的利用和推广价值。
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