三相方波无刷直流电动机PWM的电路设计与实现

三相方波无刷直流电动机PWM的电路设计与实现

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机械设计与制造 %<J7=9 T #89K;8IFKH<

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三相方波无刷直流电动机 !"# 的电路设计与实现

周天丰 刘成颖 赵彤 孙 洁 ’ 清华大学 精密仪器与机械学系，北京 ,00012 )

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, 引言

具有优 无刷直流电机 （ (HKJ?N<JJ %& #AFAH， 简称 (%&# *?<

#来稿日期： .00R : 0, : .1

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.G + 计数机构

根据产品外形， 采用机械式堆栈与传感器相结合进行计数， 这样可保证计数的准确率。 假如设定每一轨道内每一次放下 R0 只产品， 当满 R0 只产品时设计一挡料机构， 挡住第 R, 只产品， 其余 R0 只能被传感器全部感应到。 如果有一只没有被传感器感 应到， 则进行报警处理。这样就能进行双重计数， 如图 . （） I 计数 机构所示。

.G 2 包装机构

两只轨道内产品同时进入一包装袋，待一包装袋按设定数 量装满时， 设备不停， 取下满袋， 自动换上空袋， 这样就能提高计 数速度， 如图 . （ ） M 包装机构所示。 + 误差计算

+G , 设计产品堆栈数量应以产品堆栈累积误差来计算

产品外形如图 , 所示， 尺寸为 R0 U 0G 0R 。 设计产品的堆栈数量 应以产品外形的基本尺寸来计算，误差值应小于等于基本尺寸 的一半，计算时应以上偏差来计算误差。该产品最大堆栈数为 R0 只，累积误差为 R0 V 0G 0R W .G R’ R ’ 基本尺寸的一半 ) ，堆 . 栈产品累积的基本尺寸为 R V R0 W .R0，产品的最大累积值为

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越的调速性能， 可无级调速， 调速范围宽， 启动转矩大， 启动电流 小， 运行平稳， 噪音低， 效率高， 无机械换相器， 工作寿命长， 因而 其应用场合极其广泛，目前这种电机广泛应用于数控机床的进 .R0 U .G R W .R.G R XR V R, W .RR，挡料机构挡住第 R, 只产品的 中心。如每次以 ,00 只产品来计算，累积误差为 ,00 V 0G 0R W R& R ，这样就有可能堆栈的数量为 -- 只，堆栈产品累积的基 .

三相方波无刷直流电动机PWM的电路设计与实现

本 尺 寸 为 R V ,00 W R00， 而 产 品 的 最 大 累 积 值 为 R V -- U R W 挡料机构挡住的是第 ,00 只产品， 而不是第 ,0, 只。 由此可 R00， 见， 该产品的堆栈数量应小于等于 R0 只。

+G . 传感器安装

传感器也是一个计数标准， 由上述计算可知， 传感器安装时 应对准产品的中心， 否则有可能感应不到或出现误报警。

2 前景

由于现代工业的飞速发展，自动化程度越来越高，利用 食品、 卫生等行业， 前 &&% 成像系统的计数机还可应用于医药、 景十分广阔。

参考文献

, 机械计数器 G Y( Z *,221. : ,--+G . 梁胜 G 自动检测与转换技术 G 机械工业出版社O .002G 孙伟 G 便携式钢管记数系统的设计 G 机电一体化O .002O ’ 2 ) [ + 陆长厚， R2 \ R]G 2 孙宪东 G 空罐底盖记数机设计原理 G 机电产品开发与创新O .000O 1 ’ 1 ) [ ., \ .RG

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给驱动系统中 ( ’ ) 。

周天丰等： 三相方波无刷直流电动机 $%& 的电路设计与实现

理框图。

第 ’’ 期

数字式伺服单元利用软件编程， 易于实现复杂的算法， 而且 柔性好， 但由于高性能的电机控制算法计算量大， 单片微处理机 的执行速度不够快， 即使用高速数字信号处理器 （ ） 也无法 *+$ ， 与模拟式系统相比， 且成本较高 ( " ) 。模拟式伺服单元工作速度 快， 系统的频率可以做得很宽， 这使系统具有快速的动态响应性 能和较宽的调速范围。尤其是在大功率驱动中，在近期还将以 模拟控制为主。 在电动机调速系统中的驱动器一般采用电压源型脉宽调制 , $%& - 交 ! 直 ! 交变频器。本电路主要采用双 $%& 控制器 ./#/0 和智能功率模块三菱 $&’123452#2 构成，集成度高。电 流采样、 速度反馈都通过传感器加以集成芯片实现， 硬件结构不 复杂， 且能得到良好的控制性能， 同时具有良好的电磁兼容性。

图 ’ 无刷直流电动机调速系统原理图 ;<=6 ’ +>?@ABC<> DS *? ABI CF H@CJI D@BD C;C ?;BCAPB; => BC;;D AQ O--?C<

图 + 05-- ? ’ <7P 速度阶跃响应 &78" + />;C ?;BCAPB; => BC;;D AQ 05--?C< 无刷电动机测试结果：$#E 母线电压为 !--(，响应时间为 最大转矩为 *,.<， 额定转矩为 ,.<， 且力矩随速度的变 6" *79 97?9@7> >A B;>@C D;=D >7<;

, 结论

这个设计过程都是伴随着试验观测进行的，即可以验证理 论的指导性， 又可以保证电路设计的正确。采用双 #3E 控制器 简化了电路结构， 2N!5!+ 和智能功率模块三菱 #E0,-FGH-5-， 电机能获得稳定的电磁转矩和良好的调速性能。除功率方法部 分 $#E 固定在散热片上，控制电路和保护电路都集成在一块印 刷电路板上， 使得逆变器体积小， 可靠性高， 成本低。通过印刷 板电路合理布线， 正确接地等措施， 可获得很好的电磁兼容性。 由于模拟电路难于实现复杂的控制算法，本电路速度环和 电流环调剂还是以 #$ 调节为主。复杂的算法， 可在位置环用软 件加以实现。另外， 位置环的控制可以通过数控系统实现， 设计 位置环控制与通用数控系统的接口将是非常重要的。

!" 6 功率放大电路

三菱智能功率模块 #E0,-FGH-5- ，使用 $IJK 作为开关元 件， 七管封装， 三相全桥

三相方波无刷直流电动机PWM的电路设计与实现

加一只泻放管， 结构如主电路图 （ 0 ） …… 此处隐藏：2157字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……