基于16位单片机的无刷直流电动机控制系统一名工程师的执行机构技术挑战

导语:

直流电机由于调节特性好,堵转转矩大,被广泛应用于驱动装置及伺服系统。然而,有刷直流电动机结构复杂,需要通过电刷换向,会产生火花并导致电磁干扰等问题,从而使有刷直流电动机的转速及安全等级不能满足很多场合中的工业生产需要,使应用范围受到限制。

电子器件制造工艺的进步,使制造大功率电子换向器成为可能,也使无刷直流电动机(BLDCM)技术有了飞速发展。无刷直流电动机会采用电子换向器,从而克服了机械换向带来的一系列问题,使其成为当前电动机控制领域的热门课题,并且已经被大量应用于生产生活。目前很大一部分電動自行車都使用BLDCM作为驱動元件。

本文提出了基于NEC16位单片机UPD78F1201,并以霍尔元件作为位置传感器的BLDCM控制系统解决方案。这款单片机会提供丰富的硬件资源和功能强大的外围设备,如看门狗、DMA、上电清零電路、低压检测電路等,这些都为BLDCM控制带来了便利。

在这个设计中,我们使用的是BLY171S,一款三相无刷直流電動機,它带有120°霍尔传感器,最大的轉速可达8000r/min,其额定输入是15V。通过变阻器输入速度控制信号。单片机输出六路控制信号,根据变阻器输入電壓值来調節PWM占空比,調節電機轉速。在实时输出功能下,将PWM波调制到响应的功率设备,以实现精确和高效地对無刷直流電動機进行调速和运行状态监控。

此外,本系統還具有速度闭环及过载保护功能,這些都是保证無刷直流電動機安全稳定运行所必需的一项重要措施。此外,由於單片機可以實現多種不同的應用,所以這種設計也適合其他類型的小型化電子設備中使用,如空調、冰箱以及未來發展中的自動驾驶汽车等领域。

总结来说,无论是在工业自动化还是在日常生活中,无刷直接驱动交流伺服马达都是一种非常重要和灵活的手段,因为它能够提供高度精确、高效能量转换以及快速响应能力,而这些都是现代先进技术所追求的一致目标。本文介绍了一种基于16位微处理器UPD78F1201实现无擦式交流伺服马达反馈调整与励磁角调整策略,这种方法既简洁又高效,为各类小型化电子设备提供了一种适用的解决方案。此外,该方法还为未来研究工作奠定了坚实基础,为开发更先进智能家居或工业自动化产品打下良好的基础。

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