无刷直流电机驱动 James P. Johnson, Caterpiller公司 本章的题目是无刷直流电动机及其驱动。无刷直流电动机（BLDC）的运行仿效了有刷并励直流电动机或是永磁直流电动机的运行。通过将原直流电动机的定子、转子内外对调—变成采用包含电枢绕组的交流定子和产生磁场的转子使得该仿效得以可能。正如本章中要进一步讨论的，输入到BLDC定子绕组中的交流电流必须与转子位置同步更变，以便保持磁场定向，或优化定子电流与转子磁通的相互作用，类似于有刷直流电动机中换向器、电刷对绕组的作用。该原理的实际运用只能在开关电子学新发展的今天方可出现。BLDC电机控制是今天世界上发展最快的运动控制技术。可以预见，随着BLDC的优点愈益被大家所熟知且燃油成本持续增加，BLDC必然会进一步广泛运用。 2011-01-30 23.1 BLDC基本原理 在众文献中无刷直流电动机有许多定义。NEMA标准《运动/定位控制电动机和控制》中对“无刷直流电动机”的定义是：“无刷直流电动机是具有永久磁铁转子并具有转轴位置监测来实施电子换向的旋转自同步电机。不论其驱动电子装置是否与电动机集成在一起还是彼此分离，只要满足这一定义均为所指。”
图23.1 无刷直流电机构形 2011-01-31 若干类型的电机和驱动被归类于无刷直流电机，它们包括： 1 永磁同步电机（PMSMs）； 2 梯形反电势(back - EMF)表面安装磁铁无刷直流电机； 3 正弦形表面安装磁铁无刷直流电机； 4 内嵌式磁铁无刷直流电机； 5 电机与驱动装置组合式无刷直流电机； 6 轴向磁通无刷直流电机。 图23.1给出了几种较常见的无刷直流电机的构形图。永磁同步电机反电势是正弦形的，其绕组如同其他交流电机一样通常不是满距，或是接近满距的集中式绕组。许多无刷直流电
BLDC SERVO DRIVERS 无刷直流调速驱动器 使用手册1.3 系统上电前请仔细阅读手册 DBLS-01系列 直流无刷电机驱动说明书 一、概述 本控制驱动器为闭环速度型控制器，采用最近型IGBT和MOS功率器，利用直流无刷电机的霍尔信号进行倍频后进行闭环速度控制，控制环节设有PID速度调节器，系统控制稳定可靠，尤其是在低速下总能达到最大转矩，速度控制范围150~6000rpm。 二、特点 1、PID速度、电流双环调节器 2、高性能低价格 3、20KHZ 斩波频率 4、电气刹车功能，使电机反应迅速 5、过载倍数大于2，在低速下转矩总能达到最大 6、具有过压、欠压、过流、过温、霍尔信号非法等故障报警功能 三、电气指标 标准输入电压：24VDC\36VDC\48VDC 三种 最大输入过载保护电流：5A\15A两种 加速时间常数出厂值：0.2秒其他可定制 四、端子接口说明
1、电源输入端 引角序号引角名中文定义 1 V+ 直流+24V输入 2 GND 直流0V输入 2、电机输入端 引角序号引角名中文定义 1 MA 电机A相 2 MB 电机B相 3 MC 电机C相 4 GND 地线 5 HA 霍尔信号A相输入端 6 HB 霍尔信号B相输入端 7 HC 霍尔信号C相输入端 8 +6.25 霍尔信号的电源线 3、控制信号部分 GND：信号地 F/R：正、反转控制，接GND反转，不接正转，正反转切换时，应先关断EN EN：使能控制：EN接地，电机转（联机状态），EN不接，电机不转（脱机状态） BK：刹车控制：当不接地正常工作，当接地时，电机电气刹车，当负载惯量较大时，应采用脉宽信号方式，通过调整脉宽幅值来控制刹车效果。 SV ADJ：外部速度衰减：可以衰减从0~100%，当外部速度指令接6.25V时，通过该电位器可以调速试机 PG：电机速度脉冲输出：当极对数为P时，每转输出6P个脉冲（OC门输入） ALM：报警输出：当电路处于报警状态时，输出低电平（OC门输出） +6.25V：调速电压输出，可用电位器在SV和GND形成连续可调 拔码开关说明：四个档位为OFF时，电机不运行，SW1为ON状态时，电机转速为100%，SW2为ON状态时，电机转速为80%，SW3为ON状态时，电机转速为40%，SW4为ON状态时，电机转速为20%。 4.机械安装：
1.检测霍尔传感器的值可以判断出转子的位置，再使能相应的上下桥臂，则能驱动电机运动；若要让电机持续转动，则必须再次检测传感器值及使能相应的上下桥臂。这里采用的是将霍尔传感器输出的三根线相边的IO口配置成外部中断，并且为边沿触发，在中断函数中加入传感器检测与上下桥臂切换程序，如此电机就能持续运转了。 2.上桥臂的控制采用IO口置高低电平来控制上桥臂的通断，下桥臂则使用单片机内部集成的三路PWM波来控制，通过控制PWM波的占空比，可以实现对电机的调速了。实际测得，占空比与电机的速度成正比例关系，在PWM波频率为20KHz时，占空比增加1%，速度增加60rpm，并在占空比为53%时达到额定转速3000rpm（空载）。 3.速度测量则采用如下公式： 电机每转一圈，霍尔值改变6次x5个周期=30次，记录边沿触发的中断次数N/30=电机转过的圈数,设运转时间为t(s)则电机转速v=N/30/t*60 rpm。即动转时间为2s时，霍尔值改变次数即为速度值，单位rpm。 4.调速：给定速度，由电机驱动板自动由当前速度平滑过渡到给定速度。实际测试发现，速度变化量很大时，电机会有突然加速或减速时的冲击；因此，调速应有一个缓冲的过程。即加速或减速应以小步进缓慢增加或减少占空比来让速度渐渐达到最终值。 #include "stm32f10x.h" #include "driver_motor.h" #define PWM_PERIOD_T 400 #define U_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_13 #define U_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_13 #define U_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_8 #define U_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_8 #define V_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_14 #define V_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_14 #define V_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_9 #define V_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_9 #define W_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_15 #define W_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_15 #define W_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_10 #define W_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_10 #define SU_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_15 #define SV_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_12 #define SW_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_11 //u8 Motor_Dir=0; //u8 Motor_EN=0;
基于MC33035的无刷直流电机驱动控制系统设计 摘要 随着社会的发展和人民的生活水平提高，人们对交通工具的需求也在不断发展和提高。电动自行车作为一种“绿色产品”已经在全国各省市悄然兴起，进入千家万户，成为人们，特别是中老年人和女士们理想的交通工具，受到广大使用者的喜爱。 MC33035的典型控制功能包括PWM开环速度控制、使能控制(起动或停止) 、正反转控制和能耗制动控制。此芯片具有过流保护、欠压保护、欠流保护、又因此芯片低成本、高智能化、从而简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。 设计的直流无刷电机控制器是采用 MC33035 芯片控制的，以本次设计结果表明，MC33035的典型控制功能带有可选时间延迟锁存关断模式的逐周限流特性以及内部热关断等特性。电动自行车作为一种新型交通工具已经在社会上引起很大的影响并受到广大使用者的喜爱。 关键词：电动自行车，无刷直流电机，MC33035，位置传感器
THE BRUSHLESS DC MOTOR DRIVE SYSTEM DESIGN BASED ON MC33035 CHIP ABSTRACT With the rapid development of technology, new energy technologies in recent years have been widely used. For example, the small size, light weight, high efficiency, low noise, large capacity and high reliability features such as permanent magnet brushless DC motor-driven bike. MC33035 Typical control functions include open loop PWM speed control so that it can control (start or stop), reversing control and braking control. This chip is overcurrent protection, undervoltage protection, under current protection, and therefore chip cost, high intelligence, which simplifies the system structure, lower system costs, increase system performance to meet the needs of more applications. The design of the brushless DC motor controller is controlled by MC33035 chip to this design results show that, MC33035 typical time delay control with an optional latch-by-week shutdown mode current limiting characteristics, and internal thermal shutdown characteristics. Electric bicycles as a mode of transportation has caused a great impact on society and loved by the majority of users. KEY WORDS: electric-bicycle, brushless DC motor, MC33035, position sensors
技术部 直流无刷电机及驱动器介绍 ---培训讲义 编制/整理：徐兴强 日期：2010-5-5
一、产品技术特点 1）既具有AC电机的优点：结构简单，运行可靠，维护方便等； 2）又具有DC电机的优点：调速性能好，运行效率高，无励磁损耗等； 3）同时，与DC有刷电机比较：无接触磨损，无火花，低噪音，无辐射干扰等；4）再有，与伺服电机比较：控制/驱动原理较简单，可灵活多变，且成本较低；有较高的成套性价比，实用性很强。 主要缺陷：低速启动时，有轻微震动；但不会失步（比较于步进电机）。 二、主要应用方面 1）在精密电子设备和器械中的应用 如：电脑硬盘的主轴驱动，激光打印机，复印机，医疗器械，卫星太阳能帆板驱动，医疗监控设备等。 2）在家用电器中的应用 如：空调器、洗衣机、电热器、吸尘器、电风扇、搅拌机等。 3）在电瓶车/牵引机中的应用 4）在工业系统中的应用 如：工业缝纫机、纺织印花机、等等；
5）在军事工业和航空航天中的应用 三、特殊功能与性能分析 # 典型特性曲线，如下： ##由以上特性曲线可知： 1）电机的最大转矩为启动和堵转时的转矩； 2）在同一转速下，改变供电电压，可以改变电机的输出转矩； 3）在相同转矩时，改变供电电压，可以改变电机的转速。 即：在驱动电路中，通过PWM方式改变供电电压的平均值，在保证转矩不变的情况下，可以实现对电机的平稳调速。 ###BLDC与AC交流感应式电机相比，具有如下优点： 1）转子采用永磁体，无需激励电流。故，同样的电功率，可以获得更大的机械功率； 2）转子无铜损，无铁损，发热更小； 3）启动、堵转时力矩大，更适合于阀门打开、关闭瞬间需要力矩大的场合； 4）电机的输出力矩与工作电压、电流成正比，从而可以简化力矩的检测电路，并更加可靠； 5）利用PWM调制方式改变供电电压的平均值，可以实现平稳调速，使调速、驱动功率电路更加简单，综合成本降低；
2.4 无刷直流电动机驱动控制程序 //########################################################################## ###/// //无刷电机控制源程序 //TMS320F2812 // //########################################################################## ### //===================================================================== //头文件调用 //===================================================================== #include "DSP28_Device.h" #include "math.h" #include "float.h" //===================================================================== //常量附值 //===================================================================== #define Idc_max 3000 //电流给定最大值 #define Idc_min 0 //电流给定最小值 //===================================================================== //标志位 //===================================================================== char Iab_Data=0; struct Flag_Bits { // bits description
直流无刷电机的工作原理 直流无刷电机的优越性 直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但直流电机的优点也正是它的缺点，因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电 枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会 产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。交流电机没有碳刷及 整流子，免维护、坚固、应用广，但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技 术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多，提升驱动电机的性能。微处 理机速度亦越来越快，可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直交坐标系统中，适当控制 交流电机在两轴电流分量，达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。 此外已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯片中，而且体积越来越小；像模拟/数字转换器(Analog-to-digital converter，ADC)、脉冲宽度调制(pulse wide modulator，PWM)…等。直流无刷电机即是以电子方式控制交流电机换相，得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。 直流无刷电机的控制结构 直流无刷电机是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转 子极数(P)影响： N=120．f / P。在转子极数固定情况下，改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速。直 流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器)，控制定子旋转磁场的频率并将电机转子 的转速回授至控制中心反复校正，以期达到接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电 机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速。 直流无刷驱动器包括电源部及控制部如图(1) ：电源部提供三相电源给电机，控制部则依需 求转换输入电源频率。
Wl AF17＞深圳市艾而特工业自动化设备有限公司 X A A I AND ENGHSJ BERING CO . , LTD 技术部 直流无刷电机及驱动器介绍 ---培训讲义 编制/整理：徐兴强 日期：2010-5-5
一、 产品技术特点 1） 既具有AC 电机的优点：结构简单，运行可靠，维护方便等； 2） 又具有DC 电机的优点：调速性能好，运行效率高，无励磁损耗等； 3） 同时，与DC 有刷电机比较：无接触磨损，无火花，低噪音，无辐射干扰等； 4） 再有，与伺服电机比较：控制/驱动原理较简单，可灵活多变，且成本较低；有较 高的 成套性价比，实用性很强。 主要缺陷：低速启动时，有轻微震动；但不会失步（比较于步进电机 ）。 二、 主要应用方面 1） 在精密电子设备和器械中的应用 女口：电脑硬盘的主轴驱动，激光打印机，复印机，医疗器械，卫星太阳能帆板驱 动，医疗监控设备等。 2） 在家用电器中的应用 女口：空调器、洗衣机、电热器、吸尘器、电风扇、搅拌机等。 3） 在电瓶车/牵引机中的应用 -＞电瓶车 滑板车搬运车 高尔夫球车冥车 城市无轨电车 轻軌电车（捷运系统车辆） 机场旅客运输车辆 飞机奎引车 铁路碌矿机车拖动 4）在工业系统中的应用 如：工业缝纫机、纺织印花机、等等; 电动轮椅休闲车 观光车蹦蹦车 电动自行车蓿扫车 电动摩托车电瓶船观光船 电动三轮车飞艇
5）在军事工业和航空航天中的应用 三、特殊功能与性能分析 #典型特性曲线，如下： 图1-1电机启动电流、转速曲銭 图2-3屯机转途变化曲线 ##由以上特性曲线可知: 1） 电机的最大转矩为启动和堵转时的转矩； 2） 在同一转速下，改变供电电压，可以改变电机的输出转矩； 3） 在相同转矩时，改变供电电压，可以改变电机的转速。 即：在驱动电路中，通过 PWM 方式改变供电电压的平均值，在保证转矩不变的情况下，可以实现对电机 的平稳调速。 ###BLDC 与AC 交流感应式电机相比，具有如下优点: 1） 转子采用永磁体，无需激励电流。故，同样的电功率，可以获得更大的机械功率； 2） 转子无铜损，无铁损，发热更小； 3） 启动、堵转时力矩大，更适合于阀门打开、关闭瞬间需要力矩大的场合； 4） 电机的输出力矩与工作电压、电流成正比，从而可以简化力矩的检测电路，并更加可靠； 5） 利用PWM 调制方式改变供电电压的平均值，可以实现平稳调速，使调速、驱动功率电路更加简单，综 合成本 降低； S 1-2 流电枫忱械待性曲铁
无刷驱动器DBLS-02 一概述： 本控制驱动器为闭环速度型控制器，采用最近型IGBT和MOS功率器，利用直流无刷电机的霍尔信号进行倍频后进行闭环速度控制，控制环节设有PID速度调节器，系统控制稳定可靠，尤其是在低速下总能达到最大转矩，速度控制范围150~10000rpm。 二产品特征: 1、PID速度、电流双环调节器 2、高性能低价格 3、20KHZ斩波频率 4、电气刹车功能，使电机反应迅速 5、过载倍数大于2，在低速下转矩总能达到最大 6、具有过压、欠压、过流、过温、霍尔信号非法等故障报警功能 三电气指标 标准输入电压：24VDC~48VDC，最大电压不超过60VDC。最大输入过载保护电流：15A、30A两款连续输出电流：15A 加速时间常数出厂值：秒其他可定制 四端子接口说明: 1、电源输入端: 引角序号引角名中文定义 1V+直流+24~48VDC输入 2GND GND输入 引角序号引角名中文定义 1MA电机A相 2MB电机B相
3MC电机C相 4GND地线 5HA霍尔信号A相输入端 6HB霍尔信号B相输入端 7HC霍尔信号C相输入端 8+5V霍尔信号的电源线 G ND：信号地F/R：正、反转控制，接GND反转，不接正转，正反转切换时，应先关断EN E N：使能控制：EN接地，电机转（联机状态），EN不接，电机不转（脱机状态）B K：刹车控制：当不接地正常工作，当接地时，电机电气刹车，当负载惯量较大时，应采用脉宽信号方式，通过调整脉宽幅值来控制刹车效果。S V ADJ：外部速度衰减：可以衰减从0~100%，当外部速度指令接时，通过该电位器可以调速试机P G：电机速度脉冲输出：当极对数为P时，每转输出6P个脉冲（OC门输入）A LM：报警输出：当电路处于报警状态时，输出低电平（OC门输出）+5V：调速电压输出，可用电位器在SV和GND形成连续可调内置电位器：调节电机速度增益,可以从0~100%范围内调速。 五驱动器与无刷电机接线图 六机械安装：
散热风扇12V直流无刷电机驱动电路 作者：佚名文章来源：本站原创点击数342 更新时间：2009-11-3 9:08:03 文章录入：随影清风责任编辑：随影清风 电脑机箱内少不了大小几个散热风扇，电源盒里一个散热风扇、CPU一个散热风扇、显卡一个散热风扇，机箱上一般也有散热风扇。下面给出两款12V散热风扇无刷电机驱动电路 电源、机箱散热风扇电机驱动电路（两引线，无检测端口） CPU散热风扇电机驱动电路（三引线，带检测端口）
风冷散热器的工作噪音主要有三个来源：轴承的摩擦与振动、扇叶的振动、风噪。 1.轴承的摩擦与振动：不但产生噪音，而且影响性能，缩短器件寿命，降低能源利用效率，是产品设计中尽量解决的关键技术问题。 2.扇叶的振动：一般采用塑料制作的风扇扇叶具有一定的韧性，可以承受一定程度的物理形变，同样也会在推动空气过程中因受力发生振动，但幅度一般较小。另一种较为严重的振动则是由于扇叶质量分布不均，质心与旋转轴心存在偏心距所致。当扇叶面积（质量）或偏心距较大的情况下，可能会带动风扇甚至散热器整体发生振动，进而波及整个机箱。如果发生此类现象，则应怀疑风扇品质与工作状态。 3.风噪：流动的空气之间互相冲扰，与周围物体发生摩擦，叶片对气流的分离作用，周期性送风的脉动力等，都会产生噪音。空气流速越快，湍流越多，往往风噪也越大，而且会随着风速的提高呈加速度增大。普通的轴流风扇会在扇叶与外框间的空隙处产生反激气流，产生较大风噪的同时，更会对风量造成不利影响，也正因此出现了折缘、侧进风等改良设计。
噪音的主要影响就体现在使用者的身心健康与安全之上，而与噪音相伴的振动则可能导致芯片磨损、接口松动、盘片划伤等危及使用的现象。 选择风扇时，应当关注风扇的工作噪音，要求自然是越小越好。但厂家在产品参数中所提供的噪音数据，往往与实际使用中的效果存在一定差距，不可直接以之为准，这主要是由于工业标准测试方法与实际使用环境存在差别所致。 1.首先，日常生活中的背景噪音远高于静音室中15dBA的背景噪音。一般城市，非靠近交通干道的居民小区，深夜的背景噪音在30～35dBA之间，而日间则在40～50dBA。 2.其次，静音室内壁材料具有吸音、隔音的效果，于进风侧测量无法反映出风扇送出气流产生的声压，而实际使用中用户无法回避。 3.再者，风扇单独工作与安装到散热片上的工作噪音差别巨大。有经验的用户都知道：风冷散热器的噪音大部分来自气流高速通过散热鳍片时产生的风噪与摩擦音，而风扇本身的工作噪音只占较小的一部分。多数散热器所标注的噪音也仅是所配风扇单独工作噪音，而非整体工作噪音，厂家没有明确说明则略有误导之嫌。 4.此外，实际使用中用户与散热器风扇间的距离一般都在1m以内，如果再考虑到机箱的隔音效果、小房间内的回声等影响，具体情况难以判断。当然，这是任何“标准化”的测试都无法解决的问题，只能建议希望减轻噪音损害的用户不影响使用的同时尽量拉大与噪音源之间的距离，选用隔音效果更好机箱，房间装修时采用吸音材料。 因此，为了更加接近用户在实际使用中的状态，秉持着https://www.doczj.com/doc/ba11091188.html,一贯的深刻、严谨的原则，我们在进行风冷散热器测试时，订立了一套自己的噪音测试标准： 1.环境噪音低于35dBA，即日常生活能够达到的最低声级水平； 2.对风冷散热器整体进行测试，如具风扇调速或类似功能则分别测量最高与最低转速时的噪音声级；
无刷直流电机驱动器原理Newly compiled on November 23, 2020
图1 第2章 无刷直流电机的驱动原理 驱动方式的理论分析 一、主要器件MOSFET MOSFET 又称金属-氧化物半导体场效应晶体管，可分为N 型和P 型两种，又被称为NMOSFET 与PMOSFET 。 如图1所示，一块P 型硅半导体材料作衬底， 在其面上扩散了两个N 型区，再在上面覆盖一层二 氧化硅(SiO2）绝缘层，最后在N 区上方用腐蚀的方 法做成两个孔，用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极：G(栅极）、S （源极）及D （漏极），如图所 示。在驱动器上用到的MOSFET 是在其上反并联一个二极管，该二极 管通常被称为寄生二极管。由于添加了二极管的缘故，从而使其没有 了反向电压阻断的能力。一般使用时在栅源极间施加一个-5V 的反向偏执电压，目的是为了保证是器件导通，噪声电压必须阈值门控（栅极）电压和负偏置电压之和。 MOSFET 的使用方法和三极管的使用方法几乎类似，都是采用小电流的方式来控制大电流，这在模拟电路中经常用到。如图2所示，在无刷电机驱动器中使用MOSFET 主要是在MOSFET 的栅源极施加一个寄生二极管。 二、单相半波逆变器原理 如图3所示是单相半波逆变器的原理图。对其 工作状态分析如下： 图2 图2
第一个工作状态，v1导通，负载电压等于Ud/2,从而使负载电流与电压同向。 第二个工作状态，v2关短后，负载电流流向vd2，使得负载上的电压变为-Ud/2。但随着时间的推移会使负载的电流最终变为0。 第三个工作状态，v2导通，使得负载中出现了负电压和负电流。 第四个工作状态，v2关断造成vd2正向偏置，得负载电压变为Ud/2。 如果电压为横坐标u，电流为竖坐标i的话，那么通过上面四个状态就可以是电流和电压在四个象限内轮流工作。因此，采用一定的方法通过控制v1和v2的导通时间就可以达到控制负载上电流和电压按照一定的频率来轮换着工作。 但是上面的变换有一些缺点。例如，在任何时刻加载在负载上的电压都是全部电压的一半。假如咋某个时刻对于功率额定的器件，电压减半后会使电流变为原来的两倍，同时又欧姆定律可知这时的发热会变为原来的次方倍。这对于器件来说会造成更大的风险。另外电压只能在最大电压的一半，没办法为0V，那就会是器件造成更大的波纹度。 三、三相逆变电路 原理如图所示 由单项桥的原理来分析三相桥电路。每个负载由两个上下桥臂共同连接，中间是连接在一起的没有中心线的 星型连接方式。中点电压 有桥臂上下开关器件的开 关状态所决定。假定每一 相的桥臂在任意给定时刻 均有一个开关器件的导
图1 第2章 无刷直流电机的驱动原理 2.1 驱动方式的理论分析 一、主要器件MOSFET MOSFET 又称金属-氧化物半导体场效应晶体管，可分为N 型和P 型两种，又被称为NMOSFET 与PMOSFET 。 如图1所示，一块P 型硅 半导体材料作衬底，在其面上扩散了两个N 型区，再在上面覆盖一层二氧化硅(SiO2）绝缘层，最后在N 区上方用腐蚀的方法做成两个孔，用金属化的方法分别在绝缘层上及两个孔内做成三个电极：G(栅极）、S （源极）及D （漏极），如图所示。在驱动器上用到的MOSFET 是在其上反并联一个二极管，该二极管通常被称为寄生二极管。由于添加了二极管的缘故，从而使其没有了反向电压阻断的能力。一般使用时在栅源极间施加一个-5V 的反向偏执电压，目的是为了保证是器件导通，噪声电压必须阈值门控（栅极）电压和负偏置电压之和。 MOSFET 的使用方法和三极管的使用方法几乎类似，都是采用小电流的方式来控制大电流，这在模拟电路中经常用到。如图2所示，在无刷电机驱动 器中使用MOSFET 主要是在MOSFET 的栅源极施加一个寄生二极管。 二、单相半波逆变器原理 如图3所示是单相半波逆变器的原理图。对其工作状态分析如下： 第一个工作状态，v1导通，负载电压等于Ud/2,从而使负载电流与电压同向。 第二个工作状态，v2关短后，负载电流流向vd2，使得负载上的电压变为-Ud/2。但随着时间的推移会使负载的电流最终变为0。 第三个工作状态，v2导通，使得负载中出现了负电压和负电流。 第四个工作状态，v2关断造成vd2正向偏置，得负载 电压变为Ud/2。 如果电压为横坐标u ，电流为竖坐标i 的话，那么通过上面四个状态就可以是电流和电压在四个象限内轮流工作。因此，采用一定的方法通过控制v1和v2的导通时间就可以达到控制负载上电流和电压按照一定的频率来轮换着工作。 图2 图3 图2
无刷直流电机结构、类型和基本原理 2009年10月14日 无刷直流电动机 一、概述 直流电动机的主要优点是调速和启动特性好，堵转转矩大，被广泛应用于各种驱动装置和伺服系统中。但是，直流电动机都有电刷和换向器，其间形成的滑动机械接触严重地影响了电动机的精度、性能和可靠性，所产生的火花会引起无线电干扰。缩短电动机寿命，换向器电刷装置又使直流电动机结构复杂、噪声大、维护困难，长期以来人们都在寻求可以不用电刷和换向器装置的直流电动机。 随着电子技术的迅速发展，各种大功率电子器件的广泛采用，这种愿望已被逐步实现。本章要介绍的无刷直流电动机利用电子开关线路和位置传感器来代替电刷和换向器，使这种电动机既具有直流电动机的特性。又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点；它的转速不再受机械换向的限制，若采用高速轴承，还可以在高达每分钟几十万转的转要中运行。 元刷直流电动机用途非常广泛，可作为一般直流电动机、伺服电动机和力矩电动机等使用，尤其适用于高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗化工等高新技术领域。无刷直流电动机将电子线路与电机融为一体，把先进的电子技术应用于电机领域，这将促使电机技术更新、更快地发展。 二、无刷直流电动机的基本结构和类型 (一)基本结构 无刷直流电动机是一种自控变频的永磁同步电动机，就其基本组成结构而言．可以认为是由电动机本体、转子位置传感器和电子开关电路三部分组成的“电动机系统”。其基本结构如图5一20所示。
电动机本体在结构上是一台普通的凸极式同步电动机．它包括主定子和主转子两部分，主定子上放置空间互差120。的三相对称电枢绕组Ax、BY、cz，接成星形或三角形，主转子是用永久磁钢制成的一对磁极。转子位置传感器也由定子、转子两部分组成。定子安装在主电动机壳内，转子和主转子同轴旋转。它的作用是把主转子的位置检测出来．变成电信号去控制电子开关电路，故也称转子位置检测器。电子开关电路中的功率开关元件分别与主定子上各相绕组相连接．通过位置传感器输出的信号，控制三极管的导通和截止．从而使主定子上各相绕组中的电流也随着转子位置的改变，按一定的顺序进行切换，实现无接触式的换向。 l.电机本体 元刷直流电动机是将普通直流电动机的定予与转子进行了互换。其转子为永久磁铁，产生气隙磁通：定子为电枢，由多相绕组组成。在结构上，它与永磁同步电动机类似。 无刷直流电动机定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同．在铁芯中嵌入多相绕组(三相、四相、五相不等)．绕组可接成星形或三角形，并分别与逆变器的各功率管相连，以便进行合理换相。转子多采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土料，由于磁极中磁性材料所放位置的不同．可以分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。由于电动机本
ＢＬＤＣ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ 直流无刷电机驱动器 (UB510) 使用手册
感谢您使用本产品，本使用操作手册提供UB510驱动器的配置、调试、控制相关信息。内容包括。 l驱动器和电机的安装与检查 l试转操作步骤 l驱动器控制功能介绍及调整方法 l检测与保养 l异常排除 本使用操作手册适合下列使用者参考 l安装或配线人员 l试转调机人员 l维护或检查人员 在使用之前，请您仔细详读本手册以确保使用上的正确。此外，请将它妥善放置在安全的地点以便随时查阅。下列在您尚未读完本手册时，请务必遵守事项： l安装的环境必须没有水气，腐蚀性气体及可燃性气体 l接线时禁止将电源接至电机 U、V、W 的接头，一旦接错时将损坏驱动器 l在通电时，请勿拆解驱动器、电机或更改配线 l在通电运作前，请确定紧急停机装置是否随时启动 l在通电运作时，请勿接触散热片，以免烫伤 警告： 驱动器用于通用工业设备。要注意下列事项： (1).为了确保正确操作，在安装、接线和操作之前必须通读操作说明书。 (2).勿改造产品。 (3).当在下列情况下使用本产品时，应该采取有关操作、维护和管理的相关措施。在这种情况下，请与我们联系。 ①用于与生命相关的医疗器械。 ②用于可能造成人身安全的设备，例如：火车或升降机。 ③用于可能造成社会影响的计算机系统 ④用于有关对人身安全或对公共设施有影响的其他设备。 (4).对用于易受震动的环境，例如：交通工具上操作，请咨询我们。 (5).如未按上述要求操作，造成直接或间接损失，我司将不承担相关责任。 如果您在使用上仍有问题，请咨询优普路客服技术支持中心
1概述 本公司研发生产的BLDC驱动器是一款高性能，多功能，低成本的带霍尔传感器直流无刷驱动器。全数字式设计使其拥有灵活多样的输入控制方式，极高的调速比，低噪声，完善的软硬件保护功能，驱动器可通过串口通信接口与计算机相连，实现PID参数调整，保护参数，电机参数，加减速时间等参数的设置，还可进行IO输入状态，模拟量输入，告警状态及母线电压的监视。 1.1驱动器参数列表 输入电压DC18V-50V 工作电流<=10A 电机霍尔类型60度,300度,120度,240度 工作模式霍尔速度闭环 调速方式0-5V模拟量输入, 0-100%PWM输入（PWM频率范围：1KHz-20KHz） 内部给定, 多段速1, 多段速2, 调速范围0—6000RPM 保护功能l短路：当异常电流大于50A时，产生短路保护 l过流：当电流超过工作电流设置值并持续一设定时间 后产生过流保护 l过压:当电压超过55V时产生过电压保护。 l欠压:当电压低于18V时产生欠电压保护。 l霍尔异常：包括相位异常及值异常. 工作环境场合：无腐蚀性，易燃，易爆，导电的气体，液体,粉尘 温度：-10-55 ℃(无冻霜) 湿度：小于90%RH(不结露) 海拔：小于1000m 振动：小于0.5G, 10hz—60hz(非连续运行) 防护等级：IP21 散热方式自然风冷 尺寸大小120*76*33 单位:mm 重量250g 1.2特点 l速度PID闭环控制，低速转矩大， l调速范转宽，0-6000RPM l运行加减速时间可由软件设定，实现平滑柔和运行。 l驱动器自身损耗小，效率高，温升低，因此体积小，易安装 l多种速度控制方式，由软件设定。 l使能，方向，刹车输入信号的极性可由软件设定 l多种完善的保护功能。 l内置刹车电阻及控制电路（可选），用于消耗再生能量，防止过电压。 2接口定义与连接图
无刷直流电机驱动器说 明手册 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
无刷驱动器D B L S-02 一概述： ????本控制驱动器为闭环速度型控制器，采用最近型IGBT和MOS功率器，利用直流无刷电机的霍尔信号进行倍频后进行闭环速度控制，控制环节设有PID速度调节器，系统控制稳定可靠，尤其是在低速下总能达到最大转矩，速度控制范围150~10000rpm。 二产品特征: 1、PID速度、电流双环调节器 2、高性能低价格 3、20KHZ斩波频率 4、电气刹车功能，使电机反应迅速 5、过载倍数大于2，在低速下转矩总能达到最大 6、具有过压、欠压、过流、过温、霍尔信号非法等故障报警功能 三电气指标 标准输入电压：24VDC~48VDC，最大电压不超过60VDC。 最大输入过载保护电流：15A、30A两款 连续输出电流：15A 加速时间常数出厂值：秒其他可定制 四端子接口说明: 1、电源输入端:
2、电机输入端: GND：信号地 F/R：正、反转控制，接GND反转，不接正转，正反转切换时，应先关断EN EN：使能控制：EN接地，电机转（联机状态），EN不接，电机不转（脱机状态） BK：刹车控制：当不接地正常工作，当接地时，电机电气刹车，当负载惯量较大时，应采用脉宽信号方式，通过调整脉宽幅值来控制刹车效果。 SV ADJ：外部速度衰减：可以衰减从0~100%，当外部速度指令接时，通过该电位器可以调速试机PG：电机速度脉冲输出：当极对数为P时，每转输出6P个脉冲（OC门输入） ALM：报警输出：当电路处于报警状态时，输出低电平（OC门输出） +5V：调速电压输出，可用电位器在SV和GND形成连续可调 内置电位器：调节电机速度增益,可以从0~100%范围内调速。 五驱动器与无刷电机接线图 六机械安装： 七功能与使用 调速方式 本驱动器提供以下两种调速方式用户可任选一种： 内部电位器调速:逆时针旋转驱动器面板上的电位器电机转速减小，顺时针则转速增大。用户使用外部输入调速时必须将电位器设于最小状态。 外部输入调速将外接电位器的两个固定端分别接于驱动器的GND和+5v一端，将调节端接于SV端即可使用外接电位器(10K~50K)调速,也可以通过其它的控制单元(如PLC、单片机等）输入模拟电压到SV端实现调速（相对于GND）,SV端口的接受范围为 DCOV~+5V，对应电机转速为0~额定转速。 也可使用外部数字信号调速：在SV与GND之间可以施加幅值为5V，频率为1KHz~2KHz 的脉宽数字信号（PWM）进行调速，电机转速受其占空比线性调节。这时可以通过调整
1/25L6229 October 20041 FEATURES ■ OPERATING SUPPLY VOLTAGE FROM 8 TO 52V ■ 2.8A OUTPUT PEAK CURRENT (1.4A DC)■ R DS(ON) 0.73? TYP. VALUE @ T j = 25 °C ■ OPERATING FREQUENCY UP TO 100KHz ■ NON DISSIPATIVE OVERCURRENT DETECTION AND PROTECTION ■ DIAGNOSTIC OUTPUT ■ CONSTANT t OFF PWM CURRENT CONTROLLER ■ SLOW DECAY SYNCHR. RECTIFICATION ■ 60° & 120° HALL EFFECT DECODING LOGIC ■ BRAKE FUNCTION ■ TACHO OUTPUT FOR SPEED LOOP ■ CROSS CONDUCTION PROTECTION ■ THERMAL SHUTDOWN ■ UNDERVOLTAGE LOCKOUT ■INTEGRATED FAST FREEWEELING DIODES 2DESCRIPTION The L6229 is a DMOS Fully Integrated Three-Phase Motor Driver with Overcurrent Protection. Realized in MultiPower-BCD technology, the device combines isolated DMOS Power Transistors with CMOS and bipolar circuits on the same chip. The device includes all the circuitry needed to drive a three-phase BLDC motor including: a three-phase DMOS Bridge, a constant off time PWM Current Con- troller and the decoding logic for single ended hall sensors that generates the required sequence for the power stage. Available in PowerDIP24 (20+2+2), PowerSO36 and SO24 (20+2+2) packages, the L6229 features a non-dissipative overcurrent protection on the high side Power MOSFETs and thermal shutdown. DMOS DRIVER FOR THREE-PHASE BRUSHLESS DC MOTOR Table 1. Order Codes Part Number Package L6229N PowerDIP24L6229PD PowerSO36L6229PDTR PowerSO36 in T ape & Reel L6229D SO24L6229DTR SO24 in T ape & Reel Rev. 3
三相直流无刷电机驱动 程序 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-
1.检测霍尔传感器的值可以判断出转子的位置，再使能相应的上下桥臂，则能驱动电机运动；若要让电机持续转动，则必须再次检测传感器值及使能相应的上下桥臂。这里采用的是将霍尔传感器输出的三根线相边的IO口配置成外部中断，并且为边沿触发，在中断函数中加入传感器检测与上下桥臂切换程序，如此电机就能持续运转了。 2.上桥臂的控制采用IO口置高低电平来控制上桥臂的通断，下桥臂则使用单片机内部集成的三路PWM波来控制，通过控制PWM波的占空比，可以实现对电机的调速了。实际测得，占空比与电机的速度成正比例关系，在PWM波频率为20KHz时，占空比增加1%，速度增加60rpm，并在占空比为53%时达到额定转速3000rpm（空载）。 3.速度测量则采用如下公式： 电机每转一圈，霍尔值改变6次x5个周期=30次，记录边沿触发的中断次数N/30=电机转过的圈数,设运转时间为t(s)则电机转速v=N/30/t*60 rpm。即动转时间为2s时，霍尔值改变次数即为速度值，单位rpm。 4.调速：给定速度，由电机驱动板自动由当前速度平滑过渡到给定速度。实际测试发现，速度变化量很大时，电机会有突然加速或减速时的冲击；因此，调速应有一个缓冲的过程。即加速或减速应以小步进缓慢增加或减少占空比来让速度渐渐达到最终值。 #include "" #include "" #define PWM_PERIOD_T 400 #define U_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_13 #define U_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_13