一種無刷直流電動機控制系統設計
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永磁直流無刷電機是近年來迅速成熟起來的一種新型機電一體化電機。該電機由定子、轉子和轉子位置檢測元件霍爾傳感器等組成,由于沒有勵磁裝置,效率高、結構簡單、工作特性優良,而且具有體積更小、可靠性更高、控制更容易、應用范圍更廣泛、制造維護更方便等優點,使無刷電機的研究具有重大意義。
本系統設計是利用調壓調速，根據調整供電PWM電源的占空比進而調整電壓的方式實現。本設計采用無刷直流電機專用控制芯片MC33035，它能夠對霍爾傳感器檢測出的位置信號進行譯碼,它本身更具備過流、過熱、欠壓、正反轉選擇等輔助功能,組成的系統所需外圍電路簡單，設計者不必因為采用分立元件組成龐大的模擬電路,使得系統的設計、調試相當復雜,而且要占用很大面積的電路板。
MC33035和MC33039這兩種集成芯片也可以方便地完成無刷直流電動機的正反轉、運轉起動以及動態制動、過流保護、三相驅動信號的產生、電動機轉速的簡易閉環控制等。利用專用集成芯片構成的無刷直流電機控制系統，具有集成度高、速度快及完善的保護功能等特點。驅動電路結構簡單，因而整個線路外圍元件少、走線簡單，可大大減小逆變器體積。
2.系統原理
該閉環速度控制系統用三個霍爾集成電路作為轉子位置傳感器。用MC33035的8腳參考電壓（6.24V）作為它們的電源，霍爾集成電路輸出信號送至MC33035和MC33039。系統控制結構框圖如圖1所示，MC33039的輸出經低通濾波器平滑，引入MC33035的誤差放入器的反相輸入端，而轉速給定信號經積分環節輸入MC33035的誤差放大器的同相輸入端，從而構成系統的轉速閉環控制。
圖1系統控制原理
3.控制電路設計
MC33035的工作電源電壓范圍很寬，在10V-30V之間，芯片內含有基準電壓6.25V。MC33035內部的轉子位置譯碼器主要用于監控三個傳感器輸入,以便系統能夠正確提供高端和低端驅動輸入的正確時序。傳感器輸入可直接與集電極開路型霍爾效應開關或者光電耦合器相連接。此外,該電路還內含上拉電阻,其輸入與門限典型值為2.2V的TTL電平兼容。用MC33035系列產品控制的三相電機可在最常見的四種傳感器相位下工作。MC33035所提供的60°/120°選擇可使MC33035很方便地控制具有60°、120°、240°或300°的傳感器相位電機。其三個傳感器輸入有八種可能的輸入編碼組合,其中六種是有效的轉子位置,另外兩種編碼組合無效，通過六個有效輸入編碼可使譯碼器在使用60°電氣相位的窗口內分辨出電機轉子的位置。MC33035直流無刷電機控制器的正向/反向輸出可通過翻轉定子繞組上的電壓來改變電機轉向。當輸入狀態改變時,指定的傳感器輸入編碼將從高電平變為低電平,從而改變整流時序,以使電機改變旋轉方向。電機通/斷控制可由輸出使能來實現,當該管腳開路時,連接到正電源的內置上拉電阻將會啟動頂部和底部驅動輸出時序。而當該腳接地時,頂端驅動輸出將關閉,并將底部驅動強制為低,從而使電動機停轉。MC33035中的誤差放大器、振蕩器、脈沖寬度調制、電流限制電路、片內電壓參考、欠壓鎖定電路、驅動輸出電路以及熱關斷等電路的工作原理及操作方法與其它同類芯片的方法基本類似。MC33035外圍電路如圖2。
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