基于C8051FIMO单片机霍尔定位高速电动门无刷电动机驱动控制系统

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摘要：介绍中了一种新型电动门驱动及控制系统。电动门由无刷直流电动机驱动，C8051FIMO单片机控制，
1 i1 d6 t" U1 ^8 U( i' X由无刷电动机霍尔位置信号实现电动门的定位。
( p; u' A7 k6 u- U- _! K0引言
随着经济的快速发展，高速电动门(以下简称
电动门)的使用Et益广泛。电动门的几何尺寸不仅
越来越大，而且提升和下放速度也越来越高。如大
4 X/ y! d  O/ }& N' [型仓库、会展中心的电动门宽可达10 m，高接近5
m，提升和下放速度要在1 m／s以上。目前电动门
一般采用异步电动机驱动，控制系统由变频器和可
编程控制器PLC构成，采用编码器定位。众所周
5 u1 v' q+ F6 g知，异步电动机效率低，编码器安装比较麻烦，还需
要机械(或电磁)制动装置，变频器和编码器成本也
' ]; ?+ y" B9 K  Q8 n较高，这些会使系统成本增加，影响电动门产品的市
( j0 u( j1 P; n( b# j% R场竞争力‘1|。
本文研究一种基于霍尔信号定位、稀土永磁无
刷直流电动机(以下简称无刷电动机)驱动的新型
7 I7 i9 I# q8 l4 N高速电动门控制系统。首先，无刷电动机不仅具有
良好的加、减速性能，而且还可以用反映电机转子位
置的霍尔信号来实现电动门的定位，省去了传统电
动门中的定位编码器，简化了系成结构，降低了成
" x* U2 I8 E9 q0 z% I: D1 H( \本；其次，采用永磁无刷电动机驱动的电动门，下放
3 N# p* Q* b  w  }2 O6 }3 _时电机仍处于电动运行状态，而不是传统电动门异
& v! k' m' Z; @$ b  Y: N0 A步电动机驱动需要的制动状态，这是由于无刷电动
机永磁转子磁拉力所产生的制动力矩，通过减速机
的放大，制动力矩如果大于电动门的重力力矩，电动
. T& j3 u- j$ J. e门便不能由重力力矩拖动下放，必须依靠无刷电动
1 r* I' g2 ^5 v; Q7 o! y# n机的反向电动运行才能实现电动门的下降，这样系
统控制得以简化；第三，在传统电动门中必须有机械
% ^1 a& C. K& M9 I或电磁制动装置，当控制器外部停电时，制动装置能
5 c# Q1 r0 R6 t& E$ P+ C  y“锁住”电动门，以保证系统的安全，而无刷电动机
( J' [& ?6 a$ |4 G$ @  ?3 |驱动的电动门则可省去该制动装置，当控制器断电
* }: f7 S: x% k  }* x* o时，无刷电动机通过减速机放大的制动力矩同样能
' d1 ?+ j& p" k1 e/ o“锁住”电动门。
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C8051FIMO单片机是低功耗系统