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《直流無刷電機控制系統(tǒng)設計畢業(yè)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、直流無刷電機控制系統(tǒng)設計摘要繼有刷直流電動機發(fā)展后，無刷直流電機也相繼有了發(fā)展。目前，盡管各種各樣的直流電動機和交流電動機在工業(yè)傳動應用中發(fā)揮了主導作用，但無刷直流電動機也正備受關注。隨著這社會的不斷發(fā)展、人們的生活水平不斷提高，同時辦公自動化、現代化生產、發(fā)展等關鍵設備也都慢慢走向高智能化、小型化和高效率化，電機作為執(zhí)行元件的重要部分，需要具有效率高、速度快和精度高等等特點，因此直流無刷電機的應用得到了逐步的推廣。本設計首先介紹了直流無刷電機國內外發(fā)展現狀，然后研究了直流無刷電機的基本運行原理，再次建立了以AT89C51單片機為核心的硬件電路和軟件流程圖，最后在MATLAB中搭建仿
2、真模型，仿真結果驗證了直流無刷電機控制系統(tǒng)的正確性。關鍵詞：直流無刷電機；單片機；MATLAB第一章緒論1.1研究意義直流無刷電機是一種新型電機，由于它結合機電一體化，因此有高動態(tài)響應、高熱容量、高效率和高可靠性等等諸多優(yōu)勢，而且長壽命、低噪聲和低成本等方面也是其它的優(yōu)勢。從現階段來看，隨著不斷地有新材料技術的出現，直流無刷電機的發(fā)展也因此獲得了良好的契機。目前無刷電機的各方面的應用已經遍布各種各樣的領域，辦公自動化和工廠自動化等方面就比較的需要小功率直流無刷電機，例如家用電器或者是外設復印機等等。所以說，無刷電機目前正在快速地取代傳統(tǒng)電機的地位。直流無刷電機集特種電機、變速結構、檢
3、測元件、控制軟件與硬件于一體，形成新一代伺服系統(tǒng)，體現了當今應用科學的許多最新成果，是機電一體化的高新技術產品。直流無刷電機集交流電機和直流電機優(yōu)點于一體，它既具有交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點，又具備直流電機運行效率高、調速性能好的特點，同時無勵磁損耗。在電磁結構上和有刷直流電動機一樣，不過無刷直流電動機的電樞繞組是處在定子上的，永久磁鋼安裝在轉子上，采用多相形式的電樞繞組，在通過逆變器之后，然后連接到直流電源上面，定子方面利用了電子換向來替換傳統(tǒng)電機的電刷和換向器，在各繞組依次通電后，跳躍式的旋轉磁場會氣隙中生成，同時與轉子的主磁場相互作用，因此產生電磁轉矩，和
4、其它電機相比，直流無刷電機具有高可靠性和高效率等優(yōu)勢，由于現階段，隨著具體性能的提高與價格的下降等優(yōu)勢的新型稀土永磁材料不斷出現，這給永磁直流無刷電機在成本方面帶來了下降，因此其優(yōu)勢將會越發(fā)的凸顯出來。在一些發(fā)達的國家里，無刷直流電機逐步替代了有刷直流電機的地位而應用于工業(yè)自動化領域?，F階段，很少見到一些國外買進來的設備中會有以有刷直流電機作為執(zhí)行系統(tǒng)的情況了，比如說美國、日本等的相關公司已經不再會去大幅度地生產有刷直流電動機。由上可知，相對于其它類型電動機來說，無刷直流電機還是一種新型電機，它的驅動、控制更是和電子技術息息相關，因此，對直流無刷電機本體及其控制方法進行系統(tǒng)、深入的研
5、究有著十分重要的現實意義。1.2國內外發(fā)展水平和研究情況1.2.1國內外發(fā)展水平在工農業(yè)生產的各個領域中，作為最早的電動機-有刷直流電動機得到了廣泛的應用，它憑借著優(yōu)良的調速性能，在應用調速理念的領域發(fā)揮了重要作用，可是有一個原因限制了它進一步的發(fā)展，那就是機械換相裝置的存在。它的機械電刷和換向器由于始終不斷地要進行強迫性接觸，這將會帶來可靠性差、火花、噪聲等各種各樣的棘手問題，會直接影響他的性能和調速的精度。隨著科學技術的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，半導體技術、開關型晶體管的研發(fā)成功這些都給新型的無刷直流電動機的創(chuàng)造帶來機遇?！爸绷鳠o刷電機”的概念已有最初的具有電子換相器的直流電機發(fā)展到泛指一
6、切具有傳統(tǒng)直流電機外部特性的電子換相電機。現今，直流無刷電機集電機、變速機構、檢測元件、控制軟件和硬件于一體，形成為新一代的電動調速系統(tǒng)。直流無刷電機具有最優(yōu)越的調速性能，主要表現在：調速方便(可無級調速)，調速范圍寬，低速性能好(起動轉矩大，起動電流小)，運行平穩(wěn)，噪音低，效率高，應用場合從工業(yè)到民用極其廣泛。如電動自行車、電動汽車、電梯、抽油煙機、豆?jié){機、小型清污機、數控機床、機器人等。電力電子技術的進步對無刷直流電動機的發(fā)展來說具有一個很大的推動作用，在其發(fā)展的早期，當時處于初級發(fā)展階段的大功率開關器件，不僅可靠性差，而且其價格昂貴，同時又受到驅動控制技術水平、永磁材料兩方面的
7、制約，這導致自發(fā)明以后的無刷直流電機在一段很長的時間內，只能處于實驗室研究階段，沒有辦法得到應有的推廣與發(fā)展，20世紀七十年代，伴隨著電力電子工業(yè)的高速發(fā)展，各種新型的全控型半導體功率器件如春雨般出現在世人眼前，這為它后來廣泛應用與發(fā)展奠定了基礎。1978年，在當時的漢諾威貿易博覽會上，MANNESMANN公司正式推出了一種MAC無刷直流電動機及其驅動器，它的出現，在當時引起了世界各國的極大關注，隨后，研發(fā)和生產無刷直流系統(tǒng)的熱潮也在國際上噴涌而出，這也就
