基于DSP的无刷直流电机控制器设计与实现

摘要：介绍了无刷直流电机的工作原理和控制方式，并提出了一种基于DSP技术无刷直流电机控制器设计方案，DSP将CPU、PWM波发生单元和数据采集单元等外设都集成在一片DSP上，提高了系统集成度和抗干扰性，并使得系统的升级更加容易。实验表明，基于DSP的无刷直流电机控制系统稳态和动态性能良好，达到了一般伺服系统的性能要求。
关键词：无刷直流电机；DSP技术；伺服系统

随着社会生产力的发展，需要不断地开发各种新型电动机。新技术新材料的不断涌现，促进了电动机产品的不断推陈出新。无刷直流电机保持着有刷直流电机的优良机械及控制特性，在电磁结构上和有刷直流电机一样，但它的电枢绕组放在定子上，转子上放置永久磁钢。定子采用位置传感器实现电子换相来代替有刷直流电机的电刷和换向器，各相逐次通电产生电流，定子磁场和转子磁极主磁场相互作用产生转矩。和有刷直流电机相比，无刷直流电机由于取消了电机的滑动接触机构，因而消除了故障的主要根源。转子上没有绕组，也就没有了励磁损耗，又由于主磁场是恒定的，因此铁损也是极小的，因而进一步增加了工作的可靠性。

1 无刷直流电机控制原理
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。
控制电路对转子位置传感器检测的信号进行逻辑变换后产生脉宽调制PWM信号，经过驱动电路放大送至逆变器各功率开关管，从而控制电动机各相绕组按一定顺序工作，在电机气隙中产生跳跃式旋转磁场。下面以两相导通星形三相六状态无刷直流电动机为例来说明其工作原理。无刷直流电机主回路原理图如图1所示。