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无刷直流电机控制系统课程设计 孙冠群 陈卫民 孙丽宏 李刚 (中国计量学院 现代科技学院/机电工程学院，浙江 杭州 310018) 摘要：本文介绍了我校电气专业的无刷直流电机控制系统课程设计内容，该课程设计利用电机控制专用芯片MC33035和MC33039，以及一台小功率永磁无刷直流电动机。最后需要实现速度、电流双闭环，并且灵活可调速。该课程设计为纯硬件的设计制作，工作量比较适合一个三周的课程设计量，对锻炼学生的动手能力效果显著。 关键词：无刷直流电机；课程设计；调速控制 Brushless DC Motor Control System Course Design Sun Guanqun Chen Weimin Sun Lihong Li Gang (China JILIANG University, Zhejiang, Hangzhou 310018) Abstract: This paper describes brushless DC motor control system for curriculum design of the electrical profession, content of the curriculum design, the use of dedicated motor control chip MC33035 and MC33039, as well as a low-power permanent magnet brushless DC motor. Finally the need to achieve speed, current double closed-loop, and the flexibility to be speed. The course is designed to produce a pure hardware design, the workload more suitable for a three-week curriculum design, the amount of hands-on exercises the students ability to effect significant. Keywords: brushless DC motor; curriculum design; Speed Control 1 设计背景 近年来,无刷直流电机已成为电动车、医疗器械、航空航天等领域的重要替代应用方向。该电机由定子、转子和转子位置检测传感器等组成,既具有交流电机结构简单、运行可靠维护方便的特点,又具有直流电机良好的调速特性,并且无机械式换相器,现已广泛应用于各种调速场合。 2设计要求 查阅有关资料，学习熟悉永磁无刷直流电动机及其基本控制原理； 查阅有关资料，确定系统总体实现方案，熟悉总体调速控制原理； 3）利用EDA设计软件，设计基于MC33035的永磁无刷直流电动机开环控制系统硬件电路原理图； 4）查阅有关资料，熟悉MC33035器件及其外围电路工作原理，焊接调试其外围硬件电路； 5）查阅有关资料，熟悉IRF530/9530器件及功率电路工作原理、焊接调试此部分功率电路； 6）调试系统电路，要求最终可通过调节电位器在一定范围内调速； 7）依据查阅之参考资料、设计原理及具体实现方案、调试之实验数据及其他结果结论，认真撰写完成课程设计报告。 3 设计原理 该闭环速度控制系统用三个霍尔集成电路作为转子位置传感器。霍尔集成电路输出信号送至MC33035和MC33039。系统控制结构框图如图1所示，MC33039的输出经低通滤波器平滑，引入MC33035的误差放入器的反相输入端，而转速给定信号经积分环节输入MC33035的误差放大器的同相输入端，从而构成系统的转速闭环控制。  图1 系统控制原理 3.1 电动机 永磁无刷直流电动机一般由永磁转子、三相绕组定子、转子位置传感器三部分组成。 本设计所采用的永磁无刷直流电动机的基本参数为：额定转速3500r/min，额定电压24VDC，额定电流3.1A。 3.2 基于MC33035的控制信号产生 MC33035是MOTOROLA公司研制的针对无刷直流电动机控制的专用芯片。 由它构成的针对无刷直流电动机的控制部分如图2所示。  图2 MC33035及其外围电路 MC33035包括—个转子定位译码器可用于确定适当换向顺序，它监控着3个霍尔效应开关传感器输入 (4、5、6脚)，以保证顶部和底部驱动输出的正确顺序；一个以向传感器供电能力为基准的温度补偿器；一个可以程序控制频率的锯齿波发生器；一个全通误差放大器，能够促进闭环