基于DSP的無刷直流電機控制器設計與實現

摘要：介紹了無刷直流電機的工作原理和控制方式，并提出了一種基于DSP技術無刷直流電機控制器設計方案，DSP將CPU、PWM波發生單元和數據采集單元等外設都集成在一片DSP上，提高了系統集成度和抗干擾性，并使得系統的升級更加容易。實驗表明，基于DSP的無刷直流電機控制系統穩態和動態性能良好，達到了一般伺服系統的性能要求。
關鍵詞：無刷直流電機；DSP技術；伺服系統

隨著社會生產力的發展，需要不斷地開發各種新型電動機。新技術新材料的不斷涌現，促進了電動機產品的不斷推陳出新。無刷直流電機保持著有刷直流電機的優良機械及控制特性，在電磁結構上和有刷直流電機一樣，但它的電樞繞組放在定子上，轉子上放置永久磁鋼。定子采用位置傳感器實現電子換相來代替有刷直流電機的電刷和換向器，各相逐次通電產生電流，定子磁場和轉子磁極主磁場相互作用產生轉矩。和有刷直流電機相比，無刷直流電機由于取消了電機的滑動接觸機構，因而消除了故障的主要根源。轉子上沒有繞組，也就沒有了勵磁損耗，又由于主磁場是恒定的，因此鐵損也是極小的，因而進一步增加了工作的可靠性。

1 無刷直流電機控制原理
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。
控制電路對轉子位置傳感器檢測的信號進行邏輯變換后產生脈寬調制PWM信號，經過驅動電路放大送至逆變器各功率開關管，從而控制電動機各相繞組按一定順序工作，在電機氣隙中產生跳躍式旋轉磁場。下面以兩相導通星形三相六狀態無刷直流電動機為例來說明其工作原理。無刷直流電機主回路原理圖如圖1所示。