一種無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機控制系統(tǒng)，尤其涉及一種無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)，屬于電機控制領域。
【背景技術】
[0002]隨著環(huán)境污染和能源危機的雙重壓力加大，人們對電動車的需求逐步提高。電動車通常包含四大部分:控制系統(tǒng)、電機及其驅動系統(tǒng)、電池和車體。其中，電機及其驅動系統(tǒng)直接決定了電動車的整體特性。相比其他電機，無刷直流電機憑借在能量密度、效率等方面的明顯優(yōu)勢，逐漸成為電動車領域的主要選擇。而無位置傳感器的無刷直流電機，更是避免了位置傳感器的安裝，簡化了結構，節(jié)約了成本，提高了電機的可靠性。所以，無位置傳感器技術逐漸成為電動車電機驅動領域中的研究熱點。
[0003]無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成，是一種典型的機電一體化產品。無刷電機是指無電刷和換向器的電機，又稱無換向器電機。早在上世紀誕生電機的時候，產生的實用性電機就是無刷形式，即交流鼠籠式異步電動機，這種電動機得到了廣泛的應用。但是，異步電動機有許多無法克服的缺陷，以致電機技術發(fā)展緩慢。本世紀中葉誕生了晶體管，因而采用晶體管換向電路代替電刷與換向器的直流無刷電機就應運而生了。這種新型無刷電機稱為電子換向式直流電機，它克服了第一代無刷電機的缺陷。
[0004]反電動勢過零檢測法是當前最成熟、應用最廣泛的一種轉子位置信號檢測方法。但其有一些不可避免的缺點，如低速換相不準確、無法自啟動等。為了克服這些缺點，本文提出了一種新型的無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)。它利用FPGA作為主控芯片，對反電勢過零檢測算法進行改進，完成在全速范圍內對逆變器換相時刻的準確計算；同時還集成了電壓、電流雙閉環(huán)調節(jié)器和PWM調制器，實現(xiàn)對控制對象轉速的精密調節(jié)?？傊?，系統(tǒng)具有集成度高、調速精度好的特點，不存在程序跑飛和死機的問題，滿足了電動車對電機控制器穩(wěn)定運行的要求。
[0005]例如申請?zhí)枮椤?01320099638.6”的無刷直流電機控制系統(tǒng)，屬于電機控制領域，該實用新型為解決單片機附加許多種接口設備的傳統(tǒng)無刷直流電機控制系統(tǒng)復雜，難以實現(xiàn)從速度環(huán)到電流環(huán)的全數(shù)字控制問題。本實用新型包括DSP、功率驅動電路、三相逆變器、相電流檢測電路和位置傳感器，DSP的PffM指令輸出端與功率驅動電路的輸入端相連，功率驅動電路的輸出端與三相逆變器的輸入端相連，三相逆變器的輸出端與無刷直流電機的控制端相連；相電流檢測電路檢測無刷直流電機的三相相電流，相電流檢測電路的相電流信號輸出端與DSP的相電流信號輸入端相連；位置傳感器檢測無刷直流電機的轉子位置信號，位置傳感器的轉子位置信號輸出端與DSP的轉子位置信號輸入端相連。
[0006]又如申請?zhí)枮椤?01420545553.0”的一種無刷直流電機控制系統(tǒng)，應用于電動自行車，包括微控制器電路、驅動電路和面板顯示電路；微控制器電路由第一電源供電，驅動電路由第二電源供電；微控制器電路上設有電量檢測信號輸入端口、助力信號輸入端口、轉向信號輸入端口、剎車信號輸入端口、模式轉換信號輸入端口 ；微控制器電路向驅動電路傳遞PffM脈寬調制信號、頂端驅動信號和底端驅動信號，驅動電路向微控制器電路反饋速度采集信號和電流采集信號，驅動電路與電機連接；微控制器電路通過I/O接口向面板顯示電路傳遞時鐘信號、復位信號和數(shù)據(jù)信號。該實用新型結構簡單，生產成本低，控制精度高，且易推廣。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的不足提供了一種無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)，包含無刷直流電機，在所述無刷直流電機上設有電機轉速檢測模塊、A/D轉換模塊、反電勢過檢電路、微控制器模塊、顯示模塊、轉速調節(jié)模塊、電流調節(jié)模塊、PWM調節(jié)器，所述電機轉速檢測模塊通過A/D轉換模塊與反電勢過檢電路連接，所述反電勢過檢電路、顯示模塊、轉速調節(jié)模塊、電流調節(jié)模塊分別連接在微控制器模塊的相應端口上，所述電流調節(jié)模塊和轉速調節(jié)模塊分別與PWM調節(jié)器連接；其中，電機轉速檢測模塊，用于實時檢測電機轉速參數(shù)；
A/D轉換模塊，用于將檢測的電機轉速參數(shù)轉換成電信號；
反電勢過檢電路，用于測出電機轉子的位置信號；
微控制器模塊，用于根據(jù)獲取電信號和位置信號，通過轉速調節(jié)模塊、電流調節(jié)模塊調節(jié)PffM調節(jié)器從而改變加在無刷直流電機定子上的電壓；
顯示模塊，用于實時顯示電機轉速檢測模塊檢測的電機轉速。
[0009]作為本發(fā)明一種無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述微控制器模塊采用AVR系列單片機。
[0010]作為本發(fā)明一種無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述無刷直流電機采用一個額定電壓48 V、額定轉速3500 r/min的六極對數(shù)無刷直流電機。
[0011]作為本發(fā)明一種無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述顯示模塊采用IXD顯示屏。
[0012]作為本發(fā)明一種無位置傳感器無刷直流電機控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)選方案，所述A/D轉換模塊的芯片型號為TMS320LF240。
[0013]本發(fā)明采用以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果:
1、本發(fā)明具有集成度高、調速精度好；
2、本發(fā)明利用AVR系列單片機作為主控芯片，對反電勢過零檢測算法進行改進，完成在全速范圍內對逆變器換相時刻的準確計算；同時還集成了電壓、電流雙閉環(huán)調節(jié)器和PWM調制器，實現(xiàn)對控制對象轉速的精密調節(jié)，