无刷直流电动机的单片机控制

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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、
' |2 T; b9 I! f1 I( x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
4 n( R! E7 w$ G8 ]( o9 Q动机的控制电路。


1 引言
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
0 F' P5 y2 Z" y; R8 i% I' c9 p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
量大，而且易产生电磁干扰。近年来随着变频技术的发展，在
# l" o" `8 U4 ]0 z$ j  O0 k* W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
1 `' N8 u8 H% K5 L$ w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
( r# ^' ?4 u+ D& ]机的优点，而且又具有交流电动机的结构简单、运行可靠、
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
, S4 b7 Q5 E/ ?3 ^  c2 g" ]外围设备、办公自动化设备、家电产品，音像设备、数控机
床等领域。
6 f. ]" v; @) f8 v" b$ r" V  K2 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
8 ~$ c+ @# U+ [4 W3 X5 b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
  v9 q4 `8 u( G, a) v( x7 F5 x2 z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
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
收稿日期：2 0 08—09—1 7
$ I: _& H' X% T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
2 z6 ^6 o! u6 E3 无刷直流电动机的单片机控制
2 d7 W3 |8 h3 Y. j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
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
' \6 ]2 T3 k/ {  D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
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。
+ L" r3 v6 l5 R  {6 p3 t3 g" O3．1 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
3 L$ v. u* r7 \5 L: q2 P5 m7 O5 E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 h" j; f) H2 \- J+ U& a# W& C- x35mA的基极电流．可以直接驱动双极型功率晶体管或功率
& f4 g+ ]- ~2 P- fMOSFET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
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
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