无刷直流电动机的单片机控制

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" ^$ [* S& M+ I, D( M( ]; B摘要：LM62l功能仓面，其具有的自动换相功能。可以把单片机从不断的换相操作中解放出来，从而使单片机打更多的uJ阳】进仃通i}L、
* ~: }. m# Z9 ~# B4 f& T1 d, Q3 z0 D' m检测、故障诊断等其他工作。本文介绍了LM62l专用集成芯片的功能和结构，给出了单片机控制LM62l的三相无刷直流电
0 ~2 Y. p" j/ Q/ J! H, d动机的控制电路。
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1 引言
, Y6 m! Z8 w8 A8 _; k  j4 z$ p直流电动机具有非常优秀的线性机械特性、宽的调速范
# g, A. N: M1 h6 I/ X: f- `! U围和大的启动转矩，长期以来一直广泛地应用于各种调速电
路和伺服系统中。但是直流电动机的电刷和换向器间采用滑
动接触．在运行时容易产生火花，噪音，不仅维护，维修工作
量大，而且易产生电磁干扰。近年来随着变频技术的发展，在
很多要求调速性能较高的场合，异步电动机也已逐步取代了
直流电动机。同时，人们也在寻找一种不用电刷和换向器的
. R( n5 z) \. L" @1 r8 R# S# f7 w* u. B直流电动机，这就是无刷直流电动机，它以电子换向器取代机
械电刷和机械换向器，因此，这种电动机不仅保留了直流电动
机的优点，而且又具有交流电动机的结构简单、运行可靠、
" c# q& \# W8 P* n5 v( j# F+ R  g维护方便等优点，目前，无刷直流电动机已广泛应用在计算机
) A* K% l5 l) e+ m+ F外围设备、办公自动化设备、家电产品，音像设备、数控机
, U3 n& \$ t! h8 A& g$ T床等领域。
+ b) A/ n, w2 I4 {" K, T2 无刷直流电动机的结构及工作原理
" R0 w$ n- L, Q, F& I: X! `无刷直流电动机由电动机本体、转子位置传感器和电子开
关线路三部分组成，如图l所示，直流电源通过开关电路向电动机
定子绕组供电，位置传感器随时检测转子所处的位置，并根据转子
" c, s# r* {: H) u9 `# b/ g的位置信号来控制开关管的导通和截止，从而自动地控制哪些绕
/ e+ q" B% F0 m! v; g: X3 X收稿日期：2 0 08—09—1 7
% y2 k! K4 ?! r$ S组通电，哪些绕组断电，实现电子换向。
+ h; n( p: o: p7 s图1 无刷直流电动机原理框图
6 ]4 H" [9 U- e5 I! C+ G3 无刷直流电动机的单片机控制
# L7 F  v, C* k' N由图l可知．要使无刷直流电动机能实现换相，关键是通过开
关电路，适时地向定子绕组通电。由于无刷直流电动机是伴随数
; |. T/ D  d% s" M5 ^6 `: ^! ]字控制技术而产生和发展起来来，采用单片机为主的数字控制是
" G, ?6 ?  c( T无刷直流电动机的主要控制手段，以下介绍采用专用集成电路
LM621控制无刷直流电动机的方法。
- J/ Z% }% f7 A& i$ d$ N, c3．1 LM621结构[3]
LM62l是专用于带霍尔位置传感器的三相或四相无刷直
$ c) C# x4 Z( t7 M流电动机控制的集成电路芯片，具有比较全面的功能。电动机
! J. v+ f: G7 h0 |1 y的位置传感器信号可以直接接至芯片上，它的输出端可以提供
35mA的基极电流．可以直接驱动双极型功率晶体管或功率
# j! v/ O3 B6 Q5 w( O; z0 XMOSFET管。由于LM621可以直接与外部PWM信号连接，
因此，可以十分方便地实现对电动机的调速控制。另外．它还
, e% s# B# Q* f2 i( d. u有转向控制功能，便于对电动机进行正反转的控制。有死区调
节功能，可以有效地避免MOSFET管在。开”与。关”切换

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无刷直流电动机可以用专用芯片控制