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无刷直流电机调速控制系统设计方案毕业论文

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第1章绪论1

1.1无刷直流电动机的发展概况1

1.2无刷直流永磁电动机与有刷直流永磁电动机的比较2

1.3无刷直流电动机的结构及基本工作原理2

1.4无刷直流电动机的运行特性6

1.4.1机械特性6

1.4.2调节特性7

1.5无刷直流电动机的应用与研究动向8

第2章无刷直流电动机控制系统设计方案10

2.1系统设计要求10

2.2无刷直流电动机系统的组成10

2.3系统设计方案论证12

2.3.1转速测量方案论证12

2.3.2电机驱动方案论证12

2.3.3键盘输入方案论证13

2.3.4显示方案论证13

2.3.5PWM调速工作方式13

2.3.6PWM软件实现方案论证14

2.3.7直流电动机转速检测方案论证14

2.4系统原理框图设计14

第3章系统硬件分析与设计16

3.1单片机的介绍16

3.2显示电路的设计20

3.2.1显示电路的分析20

3.2.2显示电路硬件原理21

3.3键盘电路的设计22

.专业.专注.

3.3.1键盘电路的分析22

3.3.2键盘电路硬件原理23

3.4逆变主电路设计24

3.4.1功率开关主电路24

3.4.2逆变电路驱动设计25

3.5辨相电路模块26

3.6霍尔位置传感器模块27

第4章软件程序设计29

4.1系统初始化程序模块29

4.2键盘模块31

4.3显示模块33

4.4转速调节程序设计34

结束语36

参考文献37

致谢38

毕业设计（论文）知识产权声明39

毕业设计（论文）独创性声明39

附录A无刷直流电机调速控制系统电路原理图41

附录B程序清单41

附录CPCB电路版图55

附录D外文翻译56

.专业.专注.

第1章绪论

1.1无刷直流电动机的发展概况

无刷直流电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的，这一渊源关系从

其名称中就可以看出来。有刷直流电动机从19世纪40年代出现以来，以其优良的

转矩控制特性，在相当长的一段时间一直在运动控制领域占据主导地位。但是，

有机械接触电刷-换向器一直是电流电机的一个致命弱点，它降低了系统的可靠

性，限制了其在很多场合中的使用。为了取代有刷直流电动机的机械换向装置，

人们进行了长期的探索。早在1917年，Bolgior就提出了用整流管代替有刷直流

电动机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机的基本思想。

1955年美国的D.Harrison等首次申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电

动机的机械电刷的专利，标志着现代无刷直流电动机的诞生。

无刷直流电动机的发展在很大程度上取决于电力电子技术的进步，在无刷直

流电动机发展的早期，由于当时大功率开关器件仅处于初级发展阶段，可靠性差，

价格昂贵，加上永磁材料和驱动控制技术水平的制约，使得无刷直流电动机自发

明以后的一个相当长的时间，性能都不理想，只能停留在实验室阶段，无法推广

使用，1970年以后，随着电力半导体工业的飞速发展，许多新型的全控型半导体

功率器件（如GTR、MOSFET、IGBT等）相继问世，加之高磁能积永磁材料（如SmCo、

NsFeB）陆续出现，这些均为无刷直流电动机广泛应用奠定了坚实的基础，

无刷直流电动机系统因而得到了迅速的发展。在1978年汉诺威贸易博览会

上，前联邦德国的MANNESMANN公司正式推出了MAC无刷直流电动机及其驱动器，

引起了世界各国的关注，随即在国际上掀起了研制和生产无刷直流系统的热潮，

这业