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基于LS052A-Cb的无刷直流电机控制系统设计
资料介绍
无刷直流电机依靠结构简单、运行高效可靠、节能、维护方便等特点，在许多领域逐渐取代传统的直流电机、交流感应电机。目前家用风机中，多数无刷直流电机采用脉冲宽度调制技术。它虽然控制简单，成本低，但是存在转矩脉动及振动噪声的问题。采用空间矢量脉宽调制技术，可以减少电机输出的转矩脉动，降低噪声和提高电压利用率，但是相软件和硬件成本较高。本文根据家电低端市场对风机的实际需求，利用单片机使用了采用空间矢量脉宽调制技术，研发了一款性能优良成本低廉的无刷直流电机控制系统，具有很大的经济和社会效益。
本文介绍了无刷直流电机的组成结构、基本工作原理、数学模型、运动特性和系统控制策略。在研究了空间矢量脉宽调制基本原理和算法实现的基础上，分析无刷直流电机在方波和正弦波不同驱动方式下的转矩脉动，选择了转矩脉动较小的空间矢量脉宽调制作为电机的驱动方式。设计了无刷直流电机控制系统的总体框架，搭建了系统的硬件平台，编写相关的软件程序。通过Altium Designer软件对电机驱动板的主控电路、驱动电路、电流和位置检测电路进行了设计，其中主控电路是以LS052A-Cb芯片为控制核心的最小系统，驱动电路采用驱动芯片IR2101s，逆变电路是由75NF75搭建的三相全桥电路。在硬件设计的基础上，开发了系统控制程序，包括空间矢量脉宽调制、位置检测、转速计算、电流检测和PID控制等。对空间矢量脉宽调制算法做了一定的简化和改变，使其在单片机上运行。同时使用LabView设计了上位机监控程序。最后，经过软硬件联合调试，对信号波形分析。实验结果表明，本文设计的无刷直流电机控制系统调速性能良好，运行稳定，已经满足本课题的设计要求。
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资料：bitboy
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