本實用新型專利技術公布了一種采用單片機的無刷直流電機控制裝置，其特征在于：其包括單片機核心控制器模塊、整流穩壓模塊、驅動電路模塊、功率逆變器模塊、電流信號處理電路模塊、位置信號處理電路模塊和保護電路模塊。通過檢測無刷直流電機的電流和轉子的位置信號控制電機工作。本實用新型專利技術根據無刷直流電機的原理，利用美國ATMEL公司生產的一款89C51單片機作為主控芯片，設計了一種無刷直流電機的控制裝置，與采用DSP和FPGA作為主控制器的無刷直流電機控制器相比，可大大降低控制器的成本。并且該裝置具有硬件結構簡單、軟件設計靈活、適用面廣、價格低廉等優點，具有一定的使用價值。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術公布了一種采用單片機的無刷直流電機控制裝置，其特征在于：其包括單片機核心控制器模塊、整流穩壓模塊、驅動電路模塊、功率逆變器模塊、電流信號處理電路模塊、位置信號處理電路模塊和保護電路模塊。通過檢測無刷直流電機的電流和轉子的位置信號控制電機工作。本技術根據無刷直流電機的原理，利用美國ATMEL公司生產的一款89C51單片機作為主控芯片，設計了一種無刷直流電機的控制裝置，與采用DSP和FPGA作為主控制器的無刷直流電機控制器相比，可大大降低控制器的成本。并且該裝置具有硬件結構簡單、軟件設計靈活、適用面廣、價格低廉等優點，具有一定的使用價值。【專利說明】一種采用單片機的無刷直流電機控制裝置
本技術涉及一種電力電子
，具體涉及一種采用單片機的無刷直流電機控制裝置。
技術介紹
無刷直流電機(BLDCM)是隨著新型電力電子器件和永磁材料的發展而成熟起來的一種新型電機，它屬于同步電機的范疇，既具有交流電機運行可靠的優點，又具有傳統有刷直流電機優越的調速性能，因此具有廣泛的應用前景。無刷直流電機在我國的發展時間雖短，但是隨著技術的日益成熟與完善得到了迅猛發展。已在航模、醫療器械、家用電器、電動車等多個領域得到廣泛應用。現有技術常采用DSP和FPGA作為無刷直流電機控制器，控制器成本較高。
技術實現思路
本技術目的是提供一種成本低、控制靈活的采用單片機的無刷直流電機控制裝置。通過實時檢測電機運行狀態參數，并結合實際的電機參數，為無刷直流電機提供最合理的、最可靠的控制。本技術為實現上述目的，采用如下技術方案:—種采用單片機的無刷直流電機控制裝置，其特征在于:其包括單片機核心控制器模塊、整流穩壓模塊、驅動電路模塊、功率逆變器模塊、電流信號處理電路模塊、位置信號處理電路模塊和保護電路模塊；所述整流穩壓模塊用于將電源經整流和穩壓后向功率逆變器模塊提供直流電源；所述功率逆變器模塊由驅動電路模塊驅動控制無刷直流電機工作；所述電流信號處理電路模塊用于將無刷直流電機直流側的電流信號轉變成電壓信號發送給所述單片機核心控制器模塊；所述位置信號處理電路模塊用于檢測無刷直流電機的轉子位置，并將轉子的位置信號發送給所述單片機核心控制器模塊；所述單片機核心控制器模塊與功率逆變器模塊之間連接著保護電路模塊，用于進行過壓、過流防護和防止功率器件被損壞；所述單片機核心控制器模塊用于根據輸入的無刷直流電機的轉子位置信號和直流側電流信號轉變成的電壓信號，輸出無刷直流電機控制信號給所述驅動電路模塊。優選的:所述單片機核心控制器模塊為AT89C51單片機。所述電流信號處理電路模塊包括一個負載電阻、一個同相放大器和一個RC電路；無刷直流電機直流側的電流信號經負載電阻轉換為電壓信號，再經同相放大器，把信號進行低通濾波后再由RC電路，然后送到單片機核心控制器模塊的ADC端口。所述位置信號處理電路模塊為霍爾傳感型位置檢測器。所述驅動電路模塊為IR2131S驅動電路。本技術根據無刷直流電機的原理，利用美國ATMEL公司生產的的一款89C51單片機作為主控芯片，設計了一種無刷直流電機的控制裝置，與采用DSP和FPGA作為主控制器的無刷直流電機控制器相比，可大大降低控制器的成本。并且該裝置具有硬件結構簡單、軟件設計靈活、適用面廣、價格低廉等優點，具有一定的使用價值。【附圖說明】圖1為本技術的總體結構示意圖。圖2為本技術的電流信號處理電路模塊原理圖。圖3為本技術的位置信號處理電路模塊原理圖。【具體實施方式】以下結合附圖對本技術的優選實施例進行詳細的說明，但是此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本技術，并不用于限定本技術。本實施例系統的總體結構示意圖如圖1所示，提供了一種采用單片機的無刷直流電機控制裝置，包括單片機核心控制器模塊、整流穩壓模塊、驅動電路模塊、功率逆變器模塊、電流信號處理電路模塊、位置信號處理電路模塊以及保護電路模塊。為系統供電的交流電源經由整流穩壓模塊后變成為功率逆變器供電的直流電，單片機核心控制器配合驅動電路模塊通過控制功率逆變器模塊的開關管的導通順序將該直流電逆變為無刷直流電機運行所需的交流電。其中單片機核心控制器模塊與功率逆變器模塊之間連接著保護電路模塊，主要為了防止功率器件被損壞。單片機核心控制器模塊還與電流信號處理電路模塊以及位置信號處理電路模塊相連，用于實時采集無刷直流電機的母線電流以及轉子位置信號。所述單片機核心控制器模塊為AT89C51單片機。所述驅動電路模塊為IR2131S驅動電路。本實施例的電流信號處理電路模塊原理圖如圖2所示，電流反饋和過流保護是所有驅動裝置不可缺少的環節。本裝置控制的是直流側電流，測量的是母線電流，在功率管的近地端接入一個負載電阻，將電流信號轉換為電壓信號。由于單片機的A/D輸入信號范圍是0-5V，用LM358構成的同相放大器，把信號進行低通濾波后再由RC電路，然后送到單片機的ADC端口，這樣既消除了尖峰噪聲的影響，又起到了過壓保護的作用。本實施例的位置檢測電路模塊原理圖如圖3所示，位置信號是電機控制的主要反饋信息，只有確定轉子的當前位置，才能根據程序要求決定下一步的定子三相繞組的導電模式。本裝置采用的是霍爾傳感型位置檢測器，一般霍爾位置傳感器是集電極開路輸出，所以要在檢測環節加上拉電阻。另外，對于編碼信號要根據檢測波形采取一定的硬件濾波和軟件防抖措施。經過電阻上拉和電容濾波后的信號才能被送到單片機的數字I/O 口。綜上所述，本技術上述實施例的一種采用單片機的無刷直流電機控制裝置，具有良好的控制精度和穩定性能，功能強大，結構較簡單。本技術采用單片機作為控制器與采用DSP和FPGA作為主控制器的無刷直流電機控制器相比，可大大降低控制器的成本。并且該裝置具有硬件結構簡單、軟件設計靈活、適用面廣、價格低廉等優點，具有一定的使用價值。【主權項】1.一種采用單片機的無刷直流電機控制裝置，其特征在于:其包括單片機核心控制器模塊、整流穩壓模塊、驅動電路模塊、功率逆變器模塊、電流信號處理電路模塊、位置信號處理電路模塊和保護電路模塊； 所述整流穩壓模塊用于將電源經整流和穩壓后向功率逆變器模塊提供直流電源； 所述功率逆變器模塊由驅動電路模塊驅動控制無刷直流電機工作； 所述電流信號處理電路模塊用于將無刷直流電機直流側的電流信號轉變成電壓信號發送給所述單片機核心控制器模塊； 所述位置信號處理電路模塊用于檢測無刷直流電機的轉子位置，并將轉子的位置信號發送給所述單片機核心控制器模塊； 所述單片機核心控制器模塊與功率逆變器模塊之間連接著保護電路模塊，用于進行過壓、過流防護和防止功率器件被損壞； 所述單片機核心控制器模塊用于根據輸入的無刷直流電機的轉子位置信號和直流側電流信號轉變成的電壓信號，輸出無刷直流電機控制信號給所述驅動電路模塊。2.根據權利要求1所述的采用單片機的無刷直流電機控制裝置，其特征在于:所述單片機核心控制器模塊為AT89C51單片機。3.根據權利要求2所述的采用單片機的無刷直流電機控制裝置，其特征在于:所述電流信號處理電路模塊包括一個負載電阻、一個同相放大器和一個RC電路;無刷直流電機直流側的電流信號經負載電阻轉換為電壓信號，再經同相放大器本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種采用單片機的無刷直流電機控制裝置，其特征在于：其包括單片機核心控制器模塊、整流穩壓模塊、驅動電路模塊、功率逆變器模塊、電流信號處理電路模塊、位置信號處理電路模塊和保護電路模塊；所述整流穩壓模塊用于將電源經整流和穩壓后向功率逆變器模塊提供直流電源；所述功率逆變器模塊由驅動電路模塊驅動控制無刷直流電機工作；所述電流信號處理電路模塊用于將無刷直流電機直流側的電流信號轉變成電壓信號發送給所述單片機核心控制器模塊；所述位置信號處理電路模塊用于檢測無刷直流電機的轉子位置，并將轉子的位置信號發送給所述單片機核心控制器模塊；所述單片機核心控制器模塊與功率逆變器模塊之間連接著保護電路模塊，用于進行過壓、過流防護和防止功率器件被損壞；所述單片機核心控制器模塊用于根據輸入的無刷直流電機的轉子位置信號和直流側電流信號轉變成的電壓信號，輸出無刷直流電機控制信號給所述驅動電路模塊。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：柴俊，
申請(專利權)人：無錫機電高等職業技術學校，
類型：新型
國別省市：江蘇;32
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