一種無刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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圖3MC33039構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)電路圖
從MC33039的5腳輸出的脈沖數(shù)是電動(dòng)機(jī)每一轉(zhuǎn)輸出12個(gè)脈沖。按電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速來選擇定時(shí)元件。設(shè)最高轉(zhuǎn)速是3500r/min,即58r/s。此時(shí),每秒輸出脈沖數(shù)是58×12=696個(gè)。即其頻率約為700Hz,周期約為1.4ms。根據(jù)MC33039技術(shù)手冊(cè),取定時(shí)元件參數(shù)R21=100KΩ,C4=0.01uF,單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生脈沖寬度為1340ns。8腳接MC33035的基準(zhǔn)電壓。5腳輸出經(jīng)100k電阻接MC33035的12腳（誤差放大器反相輸入端）。放大器此時(shí)增益為10倍,0.1μF的電容起濾波平滑作用。MC33035振蕩器參數(shù):電阻取5.1kΩ,電容取0.1μF,PWM頻率約為2.4kHz。該系統(tǒng)采用無感電阻（0.04Ω,0.5W）作為電流檢測(cè)用,并經(jīng)1.1kΩ電阻連接到9腳。
由于22腳接地為低電平，因此控制電路工作在120°的傳感器電氣相位輸入狀態(tài)下。
4.驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
圖4驅(qū)動(dòng)電路圖
如圖4所示，其輸出的下橋三路驅(qū)動(dòng)信號(hào)可直接驅(qū)動(dòng)N溝通功率MOSFET的IRF530，上橋三路驅(qū)動(dòng)信號(hào)可直接驅(qū)動(dòng)P溝通功率MOSFET的IRF9530。MC33035的1、2、24腳的信號(hào)經(jīng)過IRF9530放大，19、20、21腳的信號(hào)經(jīng)過IRF530得到的信號(hào)驅(qū)動(dòng)無刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。A、B、C分別與無刷直流電動(dòng)機(jī)三相繞組成三角形接法。
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
圖5驅(qū)動(dòng)信號(hào)
圖5中的2路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別屬于某一橋壁的上下兩只MOSFET的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，比較可知，每支開關(guān)管一周期導(dǎo)通120°，并且2路驅(qū)動(dòng)信號(hào)間不可能重合。
6.結(jié)論
本文設(shè)計(jì)的直流無刷電機(jī)控制系統(tǒng),是采用純硬件方式實(shí)現(xiàn)的,它具有簡(jiǎn)單、可靠、體積小、低成本的特點(diǎn),尤其是配合MC33039構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制后,調(diào)速性能非常優(yōu)異。但是由于MC33035的PWM調(diào)制方式為調(diào)節(jié)占空比,這就難以改善輸出電流的波形,電機(jī)運(yùn)行時(shí)有一定的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。總之,MC33035非常適于小功率無刷電機(jī)的控制,尤其可應(yīng)用于伺服機(jī)構(gòu)、機(jī)電一體化的調(diào)速設(shè)備。
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