无刷直流电动机的单片机控制

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! d. C8 a: Q3 R5 R& t: e9 G; r) _摘要：LM62l功能仓面，其具有的自动换相功能。可以把单片机从不断的换相操作中解放出来，从而使单片机打更多的uJ阳】进仃通i}L、
% _6 H& f: g7 f( C" H检测、故障诊断等其他工作。本文介绍了LM62l专用集成芯片的功能和结构，给出了单片机控制LM62l的三相无刷直流电
动机的控制电路。

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5 B1 Y; _3 f# Y; E6 |3 s1 引言
% e" `/ T5 y5 T. z直流电动机具有非常优秀的线性机械特性、宽的调速范
围和大的启动转矩，长期以来一直广泛地应用于各种调速电
9 i4 \: p, k' u' o路和伺服系统中。但是直流电动机的电刷和换向器间采用滑
动接触．在运行时容易产生火花，噪音，不仅维护，维修工作
- h" b" Y4 Z+ p% L2 v0 L量大，而且易产生电磁干扰。近年来随着变频技术的发展，在
很多要求调速性能较高的场合，异步电动机也已逐步取代了
直流电动机。同时，人们也在寻找一种不用电刷和换向器的
直流电动机，这就是无刷直流电动机，它以电子换向器取代机
械电刷和机械换向器，因此，这种电动机不仅保留了直流电动
% J4 \+ ?. u; I' G3 X- Q: b. T7 [8 s机的优点，而且又具有交流电动机的结构简单、运行可靠、
( X) {+ `# T6 V% f维护方便等优点，目前，无刷直流电动机已广泛应用在计算机
外围设备、办公自动化设备、家电产品，音像设备、数控机
3 z, A/ v9 \" ]! _$ B- L' a床等领域。
2 无刷直流电动机的结构及工作原理
无刷直流电动机由电动机本体、转子位置传感器和电子开
关线路三部分组成，如图l所示，直流电源通过开关电路向电动机
定子绕组供电，位置传感器随时检测转子所处的位置，并根据转子
6 h7 {7 Y) d" i+ |* o4 ]! c& v的位置信号来控制开关管的导通和截止，从而自动地控制哪些绕
$ ~" D& ~2 d2 L! o/ Q3 `  {7 u收稿日期：2 0 08—09—1 7
3 G' E: a' Q9 _& S组通电，哪些绕组断电，实现电子换向。
图1 无刷直流电动机原理框图
8 u; N- A* V# u3 无刷直流电动机的单片机控制
由图l可知．要使无刷直流电动机能实现换相，关键是通过开
4 a+ A, \# q, K: }关电路，适时地向定子绕组通电。由于无刷直流电动机是伴随数
字控制技术而产生和发展起来来，采用单片机为主的数字控制是
0 w3 n: s2 x4 G8 m3 c4 ]7 f2 P$ Y无刷直流电动机的主要控制手段，以下介绍采用专用集成电路
LM621控制无刷直流电动机的方法。
9 S- u5 G; \: r5 g3．1 LM621结构[3]
LM62l是专用于带霍尔位置传感器的三相或四相无刷直
流电动机控制的集成电路芯片，具有比较全面的功能。电动机
的位置传感器信号可以直接接至芯片上，它的输出端可以提供
1 \* b3 Q' d/ d" @+ W. V35mA的基极电流．可以直接驱动双极型功率晶体管或功率
MOSFET管。由于LM621可以直接与外部PWM信号连接，
因此，可以十分方便地实现对电动机的调速控制。另外．它还
6 `- T3 y9 L3 ~* T有转向控制功能，便于对电动机进行正反转的控制。有死区调
0 N4 k! d8 X2 @# {7 N* s+ E- `节功能，可以有效地避免MOSFET管在。开”与。关”切换


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无刷直流电动机可以用专用芯片控制