一種基于小功率高溫?zé)o刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)

　　2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)系統(tǒng)軟件主要由主程序、換相控制子程序、A／D轉(zhuǎn)換子程序和PwM信號(hào)設(shè)定子程序組成。主程序流程如圖6所示。

　　(1)換相控制子程序所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)三相星形聯(lián)接無(wú)刷直流電機(jī)，采用二二導(dǎo)通方式，6種導(dǎo)通狀態(tài)，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)60。變換一種狀態(tài)。單片機(jī)通過(guò)向P2口送控制的方式實(shí)現(xiàn)換相控制。表l是換相控制子程序中的換相控制字(正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn))。電機(jī)起動(dòng)后單片機(jī)根據(jù)從P1．0、P1．1、P1．2引腳采集到電機(jī)位置信號(hào)HAl、HA2、ItA3，向P2口送相應(yīng)的控制字進(jìn)行換相控制。

　　(2)A／D轉(zhuǎn)換子程序A／D轉(zhuǎn)換子程序把P1．7引腳輸人的用于占空比給定的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換成一個(gè)12位數(shù)字量，再送入到寄存器PWM0。為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)的連續(xù)調(diào)速功能，本文首先通過(guò)AD控制特殊寄存器設(shè)置AD為連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，這樣可為PWM占空比控制寄存器提供隨占空比給定信號(hào)變化的數(shù)字量。

　　(3)PwM信號(hào)設(shè)定子程序。

　　該子程序主要功能一是設(shè)定PWM信號(hào)的頻率，二是根據(jù)A／D轉(zhuǎn)換的結(jié)果及時(shí)更新占空比設(shè)定寄存器PwM0的值，從而改變PWM信號(hào)的占空比，使驅(qū)動(dòng)器具有連續(xù)調(diào)速功能。PWM定時(shí)器工作頻率為12 MHz，PwM信號(hào)頻率為4 kHz。此時(shí)寄存器PWMl的設(shè)定值為12 MHZ，4 kHz=101110111000B。

　　3實(shí)驗(yàn)

　　本文對(duì)研制的驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了高溫環(huán)境運(yùn)行的實(shí) 驗(yàn)和限流恒功率運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。

　　(1)高溫運(yùn)行試驗(yàn)把驅(qū)動(dòng)器放入恒溫箱，調(diào)節(jié)恒溫箱溫度達(dá)到150℃并保持恒溫，然后起動(dòng)電機(jī)，電機(jī)負(fù)載加到額定值，通過(guò)改變PwM占空比進(jìn)行在一定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)速試驗(yàn)，在連續(xù)運(yùn)行3小時(shí)過(guò)程中，電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行正常，母線電流值和相電流波形無(wú)變化。圖7是沒(méi)有限流和PwM控制時(shí)相電流的實(shí)測(cè)波形。重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)10次，電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器累計(jì)運(yùn)行30小時(shí)，驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行正常，器件完好。

　　(2)限流試驗(yàn)逐漸增大電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，直到電機(jī)電流達(dá)到限流電路的設(shè)定值，限流電路起作用。圖8實(shí)測(cè)的限流時(shí)限流電路輸出波形和母線電流波形。上面波形為母線電流波形，下面的波形為限流電路的輸出信號(hào)波形?？梢钥闯觯妇€電流被限制在一個(gè)恒定值以下，實(shí)現(xiàn)了恒功率運(yùn)行。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　(1)本文所設(shè)計(jì)的小功率高溫無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，采用了特殊的開(kāi)關(guān)主電路結(jié)構(gòu)，省去了功率器件的驅(qū)動(dòng)芯片；整個(gè)電路只需一個(gè)外部電源，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合高溫運(yùn)行。

　　(2)驅(qū)動(dòng)器能夠具有開(kāi)環(huán)調(diào)速控制功能，同時(shí)還具有限流功能，能夠?qū)崿F(xiàn)恒功率控制，起到保護(hù)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的作用。

　　(3)高溫實(shí)驗(yàn)證明了驅(qū)動(dòng)器可以在150℃的高溫環(huán)境下可靠運(yùn)行。