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無刷直流電機由于具有容易控制、無換向器、結構簡單、轉速高、效率高而得到越來越廣泛的應用，各類專用芯片的不斷推出又進一步推動了它的應用和發展。C50x是西門子公司針對無刷直流電機而推出的單片機控制芯片，內部具有硬件換相電路，簡化了無刷直流電機控制器的硬件結構，增強了可靠性。C504可以控制一臺電機，C508可以控制兩臺。本文以C504為例，介紹無刷直流電機控制調速系統的設計方法。 無刷直流電機調速控制系統結構及功能 無刷直流電機調速控制系統結構如圖1所示。系統主要由單片機控制器、1GBT驅動電路、1GBT橋路、三相無刷直流電機轉子位置檢測電路、保護電路、液晶顯示及操作電路等組成。三相無刷直流電機轉子位置檢測電路就是把轉子磁極位置轉化成電信號供C504處理，此信號引發三相1GBT橋進行換相，由1GBT驅動電路完成弱電到強電之間的轉換。 無刷直流電機的工作原理及C504的特點 圖2是無刷直流電機轉速控制系統的主電路圖，圖3是轉子位置及換相關系圖。對應不同的轉子位置，主橋臂的6個管子每次只有2個是開通的。 C504芯片內部帶有硬件換相電路，當三相轉子位置檢測到位置信號變化并送到C504后，C504對主回路的換相控制信號進行切換，不需要用軟件處理。這樣就大大地降低了開發的難度，并增加了換相的可靠性。 C504具有獨特的內部硬件保護電路，為了對主控制回路的1GBT和電機進行有效的保護，電路中設置了過壓、過流檢測電路。當有過壓或過流發生時，保護檢測電路將檢測到的信號送至C504具有捕獲和鎖死功能的P6腳，該腳立即封鎖主回路觸發控制信號，切斷主回路電流，保護元器件，然后再通知C504進行故障中斷處理，這種處理方式非常有效和可靠。 由轉子位置檢測信號，通過計算就可以得知電機的實際轉速。需要重新設定轉速或受到干擾時，芯片通過編程改變控制輸出信號的占空比，就可以很方便地調節電機轉速，達到所需要的轉速值。 系統的軟件設計 系統軟件采用模塊化的結構方式，主程序流程如圖4所示。 結束語 利用C50x系列專用MCU控制器所具有的硬件換相電路和中斷保護電路，可以方便、可靠、經濟地構建無刷直流電機調速系統。 |
