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基于ATmega48的三相无刷电机控制方法

发布时间:2020-06-30 20:03:41 阅读: 来源:胶条厂家

引言 无刷直流电机以其重量轻,体积小,加速性能好,运行平稳,噪音低等优点而广泛用于丁业和民用产品中。无刷直流电机的功率因数高,无转子损耗,其转子转速能严格地与电源频率保持同步。转子磁场由永久磁铁产生。通常,采用电压源型脉宽调制(PWM)控制作为无刷直流电机调速系统用的驱动器。近年来,国外纷纷推出以单片机(MCU)为核心的单片电机控制器,它南一个MCU再配备外围驱动电路构成,能大大降低成本,缩小体积,紧凑结构,提高可靠性。在此,介绍r采用Atmega48单片机实现三相无刷直流电机控制器的方法。2 ATmega48单片机 ATmega48单片机是Atmel公司基于自动电压调整器(Automatic Voltage Regulator,简称AVR)增强型精简指令集计算机(RISC)结构的低功耗8位CMOS微控制器。具有先进的指令集及单时钟周期指令执行时间,其数据吞吐率可以达到1 MIPS/MHz。AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。这些寄存器都直接与算术逻辑单元(ALU)相连接.可在一个时钟周期内通过一条指令同时访问两个独立的寄存器,因此可提高代码效率。 ATmega48的硬件资源有:4 KB的系统内可编程Flash:256字节的EEPROM:512字节的SRAM;23个通用I/0口线;32个通用工作寄存器;2个带独立预分频器和比较器的8位定时器/计数器;1个带预分频器、比较器和捕捉功能的16位定时器/计数器;带独立振荡器的实时计数器;6个通道PwM;8路10位A/D转换器;6路10位A/D转换器;可编程的串行USART接口;可工作于主机/从机模式的SPI串行接口;面向字节的2线串行接口;独立片内振荡器的可编程看门狗定时器;片内模拟比较器及5种可通过软件选择的省电模式。ATmega48具有丰富的I/0口、A/D转换器、定时器/计数器、PWM通道等资源,为实现三相无刷直流电机的控制、换相检测等提供了方便。

本文引用地址: 三相无刷电机的控制实现方法 图1示出采用ATmega48单片机实现三相无刷电机控制器的原理图。图中,PC0、PCI和PC2为输入,用以接收来自电机U,V,W换相的霍尔传感器检测信号;PD5和PD6用于控制电机U相的功率驱动器件;PBl和PB2用于控制电机V相的功率驱动器件;PD3和PB3用于控制电机W相的功率驱动器件;PC3为电机给定转速的输入电压。

作为一种同步电机,直流无刷电机的转子转速受定子旋转磁场速度及转子极数的影响。当转子的极数固定时,只要改变定子的旋转磁场频率,即可改变转子的转速。直流无刷电机是一种控制定子的旋转磁场频率,并将电机转子转速回馈控制中心进行反复校正.以达到接近直流电机的特性。当负载变化时,它能在额定负载范围内控制电机的转子维持一定的转速。 图2给出用于图1中的功率驱动电路。该驱动部分由上臂VQl,VQ3,VQ5和下臂VQ2,VQ4,VQ6的6个功率晶体管组成,用于连接电机作为控制流经电机绕组的开关。控制部分提供PWM,用于决定功率晶体管开关频率及换相的时刻。在控制直流无刷电机转速时.通常希望在负载变化时也能使电机转速稳定在设定值内,而不发生太大的波动。因此,在无刷电机内部设置霍尔传感器.以感应磁场变化,该传感器既可作为电机转速中闭环控制的速度反馈部件,也可作为相序控制的依据。

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