基于C8051FIMO单片机霍尔定位高速电动门无刷电动机驱动控制系统

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摘要：介绍中了一种新型电动门驱动及控制系统。电动门由无刷直流电动机驱动，C8051FIMO单片机控制，
7 P( v2 e7 O* s6 E& e" j由无刷电动机霍尔位置信号实现电动门的定位。
( d. ?7 X/ ?( P# [2 a0引言
1 g- J( Z; c% x3 S4 O随着经济的快速发展，高速电动门(以下简称
电动门)的使用Et益广泛。电动门的几何尺寸不仅
越来越大，而且提升和下放速度也越来越高。如大
+ t) Y5 q0 m) b3 s9 D" m/ }型仓库、会展中心的电动门宽可达10 m，高接近5
m，提升和下放速度要在1 m／s以上。目前电动门
. T) x4 Y# c: o7 {一般采用异步电动机驱动，控制系统由变频器和可
编程控制器PLC构成，采用编码器定位。众所周
  y0 N& v- M! _$ d; ~知，异步电动机效率低，编码器安装比较麻烦，还需
+ r5 w( K* L: h# Z4 R要机械(或电磁)制动装置，变频器和编码器成本也
1 j7 A' m5 t7 F; J  C% d6 n. O' c较高，这些会使系统成本增加，影响电动门产品的市
场竞争力‘1|。
本文研究一种基于霍尔信号定位、稀土永磁无
刷直流电动机(以下简称无刷电动机)驱动的新型
% ~/ a. r2 t, U  K! B高速电动门控制系统。首先，无刷电动机不仅具有
良好的加、减速性能，而且还可以用反映电机转子位
置的霍尔信号来实现电动门的定位，省去了传统电
1 A6 P- q: D* p' z0 _* y动门中的定位编码器，简化了系成结构，降低了成
本；其次，采用永磁无刷电动机驱动的电动门，下放
) c# ~7 r- P: `  l7 k5 o6 |时电机仍处于电动运行状态，而不是传统电动门异
步电动机驱动需要的制动状态，这是由于无刷电动
- H( ^  j+ N% e8 j# R& G: S7 b机永磁转子磁拉力所产生的制动力矩，通过减速机
的放大，制动力矩如果大于电动门的重力力矩，电动
门便不能由重力力矩拖动下放，必须依靠无刷电动
机的反向电动运行才能实现电动门的下降，这样系
" ^3 M% T/ L) ]3 L3 m$ s统控制得以简化；第三，在传统电动门中必须有机械
或电磁制动装置，当控制器外部停电时，制动装置能
“锁住”电动门，以保证系统的安全，而无刷电动机
驱动的电动门则可省去该制动装置，当控制器断电
' T6 T1 Z5 C% ]2 y+ f* o; |( [时，无刷电动机通过减速机放大的制动力矩同样能
( f9 f0 H) [6 a4 N“锁住”电动门。
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C8051FIMO单片机是低功耗系统