摘要：一種基于雙單片機(jī)通信的無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，對其中轉(zhuǎn)子位置檢測電路、驅(qū)動電路、保護(hù)電路、測速電路、雙單片機(jī)控制電路等內(nèi)容進(jìn)行了討論，給出了硬件電路和軟件框圖。實踐證明該設(shè)計切實可行。 關(guān)鍵詞：無刷直流電動機(jī) 單片機(jī) 串行通訊 在無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)中，通常用dsp對信號進(jìn)行采集和處理。但由于dsp的價格昂貴，在一些實時性要求不高的場合，可以用mcs-51單片機(jī)來代替dsp控制無刷直流電動機(jī)的起停、正反轉(zhuǎn)和調(diào)速。

本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于雙單片機(jī)通信的無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)。該設(shè)計方案電路簡單、可靠性強(qiáng)、價格便宜。系統(tǒng)主要包括單片機(jī)控制電路、邏輯保護(hù)電路、過流保護(hù)電路、驅(qū)動電路、測速電路、轉(zhuǎn)子位置檢測電路等。其原理如圖1所示。

表1 電機(jī)正轉(zhuǎn)換相表 h1 h2 h3 導(dǎo)通的管子 控制字 1 0 1 q1,q2 0x0f 1 0 0 q2,q3 0x27 1 1 0 q3,q4 0x33 0 1 0 q4,q5 0x39 0 1 1 q5，q6 0x3c 0 0 1 q6，q1 0x1e 1 轉(zhuǎn)子位置檢測電路

控制無刷直流電動機(jī)時，必須要知道轉(zhuǎn)子的位置。在本設(shè)計方案中，采用了三個光電式位置傳感器。這種傳感器利用光電效應(yīng)，由跟隨電動機(jī)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的遮光板和固定不動的光源及光電管等部件組成。遮光板開有180°電角度左右的縫隙。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，光電管間歇接收從光源發(fā)出的光，不斷導(dǎo)通和截止，從而產(chǎn)生一系列0、1信號。這些信號通過p0口傳輸給單片機(jī)后，單片機(jī)通過p1口送出相應(yīng)的控制字，就能很好地控制電機(jī)的換相。其控制原理圖和換向控制表如圖2和表1所示。

2 驅(qū)動電路 絕緣柵極雙極型晶體管igbt的柵極驅(qū)動電壓一般為15v±10%，而關(guān)斷負(fù)偏置電壓為5～6v。因此選用tlp250驅(qū)動igbt，電路如圖3所示。tlp250內(nèi)部是光電耦合的，實現(xiàn)將控制電路與主電路隔離。當(dāng)3腳接收到一個低電平時，vge輸出近似為15v，可以驅(qū)動igbt使其導(dǎo)通；相反，當(dāng)3腳接收到一個高電平時，vge輸出近似為-5v，使igbt截止。六只tlp250隨著輸入電平變化，可以很好地控制igbt的開斷，從而實現(xiàn)換相。

3 保護(hù)電路 3.1 起動時的限流保護(hù)電路

電動機(jī)起動時，由于轉(zhuǎn)速較低，故轉(zhuǎn)子磁通切割定子繞組所產(chǎn)生的反電勢很小，因而可能產(chǎn)生過大的電流i。通常要加過流保護(hù)電路，如圖4所