无刷直流电动机的单片机控制

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/ I5 S, y( p! |4 f# ]8 H0 ^# k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、
/ n6 M9 d' S% x, L8 f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
动机的控制电路。

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/ @/ Z0 ~- m% G, o+ d& R. p5 i1 引言
9 H6 f1 a- A# W. n8 w! }2 f直流电动机具有非常优秀的线性机械特性、宽的调速范
$ X8 E) G6 j) f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
0 f( u1 L) v2 A* g" M9 F( k, D) o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
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、
+ a( v6 U) N( I! M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
0 W- j- h( ]( _1 G. [& `5 V% }外围设备、办公自动化设备、家电产品，音像设备、数控机
' d7 F( r4 _9 |) f. l$ l* P床等领域。
2 无刷直流电动机的结构及工作原理
无刷直流电动机由电动机本体、转子位置传感器和电子开
2 ^0 O1 w7 K/ \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
/ o' d# I" l8 T" E- E  {; M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
& j3 {$ j  N2 d. g2 ^8 F1 V! r: p收稿日期：2 0 08—09—1 7
组通电，哪些绕组断电，实现电子换向。
5 a/ j2 o1 k" R3 L8 v图1 无刷直流电动机原理框图
3 无刷直流电动机的单片机控制
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
! }' T/ }6 U. G5 o# p" ?$ Y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
: H( `: B# y. W8 R8 _; f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
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。
3．1 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
! d8 i0 d0 @; I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
5 W" A9 a7 `. e; |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
3 Y6 S4 f2 i( _2 I- a: G' Z/ C35mA的基极电流．可以直接驱动双极型功率晶体管或功率
7 O6 T5 T% x: f- ^" e. G$ SMOSFET管。由于LM621可以直接与外部PWM信号连接，
$ m; {& H# H  K+ {因此，可以十分方便地实现对电动机的调速控制。另外．它还
$ d/ e  S% k6 ?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
, ~  p7 `, A/ M. w: S& l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