小型电动车的驱动电路设计方案
电动小汽车设计(第四部分)电机驱动方案
驱动电路目前轮式机器人平台多采用前后轮分别控制的方式,普通直流电机驱动后轮提供动力,步进电机驱动前轮调整方向。
这种方式的驱动机构复杂,控制算法也比较复杂,并且转向不够灵活,图7选用左右轮分别控制小车的方案,各用一个普通直流电机控制小车的左右轮,通过左右轮速度的调节即可实现转向,控制非常方便,还可实现原地转动。
驱动电路的选择也是非常重要的,通常选用的驱动电路是由晶体管控制继电器来改变电机的转向和进退。
这种方法适用于大功率电机的驱动,但对于中小功率的电机则极不经济,因为每个继电器要消耗20－100ma的电流。
还可以使用组合三极管/mosfet管的方法,但比较麻烦,电路也比较复杂,笔者采用集成电路的驱动方法,极大增强了电路可靠性和简明性。
选用sgs公司的恒压恒流桥式驱动芯片l293,其内部包含4通道逻辑驱动电路,额定工作电流为1a,最大可达1.5a,vss为集成芯片工作电压,电压最小为4.5v,vs为输出给电机的电压,最大可达36v,vs电压必须比vss电压高。
由l293构成的电机驱动电路如图8所示。
直流电机转速采用spce061a两路pwm控制输出电压,通过编程使占空比以1/16的最小间隔在1/16－14/16间变化,以实现速度的调节。
2在实际制作中，我们选用大功率达林顿管TIP122或场效应管IRF530，效果都还不错，为了使电路简化，建议使用集成有桥式电路的电机专用驱动芯片，如L298、LMD18200，性能比较稳定可靠。
由于电机在正常工作时对电源的干扰很大，如果只用一组电源时会影响单片机的正常工作，所以我们选用双电源供电。
一组5V给单片机和控制电路供电，另外一组9V给电机供电。
在控制部分和电机驱动部分之间用光耦隔开，以免影响控制部分电源的品质，并在达林顿管的基极加三极管驱动，可以给达林顿管提供足够大的基极电流。
图3所示为采用TIP122的驱动电机电路，IOB8口为“0”，IOB9口输入PWM波时，电机正转，通过改变PWM的占空比可以调节电机的速度。
实例讲解电机驱动电路应该如何设计
实例讲解电机驱动电路应该如何设计针对不同的电机，我们应该选择与之相对应的驱动。
简单地来说，功率大的电机应该选用内阻小、电流容许大的驱动，功率小的电机就可以选用较低功率的驱动。
电机驱动较常规的方法是采用PWM 控制。
常见的电机驱动有两种方式：1.采用集成电机驱动芯片；2.采用MOSFET和专用栅极驱动芯片。
方案一、采用集成电机驱动芯片通过电机驱动模块控制驱动电机两端电压来对电机进行制动，我们可以采用飞思卡尔半导体公司的集成桥式驱动芯片MC33886。
MC33886 最大驱动电流为 5A，导通电阻为 140 毫欧姆，PWM 频率小于10KHz，具有短路保护、欠压保护、过温保护等功能。
体积小巧，使用简单，但由于是贴片的封装，散热面积比较小，长时间大电流工作时，温升较高，如果长时间工作必须外加散热器，而且MC33886的工作内阻比较大，又有高温保护回路，使用不方便。
下面，着重介绍我们在平时设计驱动电路时最常用的驱动电路。
我们普遍使用的是英飞凌公司的半桥驱动芯片 BTS7960 搭成全桥驱动。
其驱动电流约 43A，而其升级产品 BTS7970 驱动电流能够达到 70 几安培！而且也有其可替代产品BTN7970，它的驱动电流最大也能达七十几安！其内部结构基本相同如下：每片芯片的内部有两个MOS 管，当IN 输入高电平时上边的MOS 管导通，常称为高边MOS 管，当IN 输入低电平时，下边的MOS 管导通，常称为低边MOS管；当INH 为高电平时使能整个芯片，芯片工作；当 INH 为低电平时，芯片不工作。
其典型运用电路图如下图所示：INH一般使用时,我们直接接高电平，使整个电路始终处于工作状态。
下面就是怎么样用该电路使得电机正反转。
假如当PWM1端输入PWM波，PWM2端置0,电机正转；那么当 PWM1端为0,PWM2端输入PWM 波时电机将反转！使用此方法需要两路PWM信号来控制一个电机！其实可以只用一路 PWM 接 PWM1 端，另外 PWM2 端可以接在IO 端口上，用于控制方向！假如PWM2=0，PWM1 输入信号时电机正转；那么当 PWM2=1是，PWM1 输入信号电机反转（必须注意：此时PWM信号输入的是其对应的负占空比）。
新能源汽车电动机驱动系统设计
新能源汽车电动机驱动系统设计随着环境保护意识的日益增强和传统能源的日益消耗，新能源汽车越来越受到重视。
而电动机作为新能源汽车的核心部件之一，在驱动系统的设计中发挥着至关重要的作用。
一、电动机种类电动机种类繁多，其中最常用的是交流电动机和直流电动机。
在新能源汽车中，由于电池的电压为直流电，更为常用的是直流电动机。
此外，还有永磁同步电机、感应电机等种类。
二、电动机性能指标在设计电动机驱动系统时需要考虑到电动机的各项性能指标。
主要指标包括：1.效率：电动机的效率决定了其能够将电能转化为机械能的能力，因此需要保证其高效率。
2.转矩：电动机的输出转矩需要满足车辆驱动的需求，因此需要根据车辆质量和阻力等因素进行匹配。
3.功率：电动机的功率需要在驱动车辆的同时保证其不超过最大功率，以保证电动机的使用寿命。
4.响应时间：电动机的响应时间越短，对车辆的控制越精准，因此需要尽可能保证其响应时间较短。
三、电动机驱动系统的设计电动机驱动系统的设计需要从整体上考虑，主要包括电池、变频器、电机控制器、电机等几个组成部分。
其中，电池作为电动汽车的能量来源，需要根据需求进行合理配置，以保证其电量的充足和供电的稳定性。
变频器和电机控制器主要负责对电机进行控制，以保证其输出的电流和电压满足车辆驱动的需求，并通过控制电机的转速和转矩等参数实现车辆的灵活控制。
此外，在设计电动机驱动系统时还需要考虑到三相桥式逆变器、电容等关键部件的选择和配置，以保证整个系统的稳定性和安全性，并通过不断进行实验和优化，不断提升电动机驱动系统的性能和可靠性。
四、结语电动机驱动系统的设计是新能源汽车中极为重要的一个环节，不仅需要考虑到电动机等关键部件的性能指标，还需要从整体上考虑，进行合理配置和控制。
随着新能源汽车的不断发展和普及，电动机驱动系统的设计也将不断迭代和完善，以更好地满足人们对于节能环保和新型出行方式的需求。
驱动电机系统设计方案书
目录1 概述 (1)1.1引用标准 (1)2 驱动电机参数确定 (1)2.1电动车整车技术要求及基本参数，见表1。
(1)2.2根据整车动力性设计的输入，选择电机参数，见表2。
(1)2.3电机外特性确定，见表3。
(2)2.4电机驱动力与阻力平衡图，见图4。
(2)3 对电机外形要求 (2)4 对电机控制器的要求 (3)4.1 电机控制器与整车控制器通讯方式及通讯规范 (3)4.2 对电机控制器的其它技术要求 (3)1 概述本文件根据电动车项目整车性能和整车布置要求，特制订编制驱动电机系统设计方案书。
1.1引用标准下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 18488.2-2006 电动汽车用电机及其控制器第2部分：试验方法GB/T 18488.1-2006 电动汽车用电机及其控制器第1部分：技术条件GB/T 2423.17-2008 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ka 盐雾2 驱动电机参数确定2.1 Z1E电动车整车技术要求及基本参数，见表1。
2.2 根据整车动力性设计的输入，选择电机参数，见表2。
2.3 电机外特性确定，见表3。
2.4 电机驱动力与阻力平衡图，见图4。
图4电机驱动力与阻力平衡图3 对电机外形要求a)根据整车总布置要求，原状态变速箱取消，采用后桥传动轴直接与电机输出花键轴连接驱动，电机外形设计见图5。
图5 电机外形设计b)电机采用铝制外壳，强制水冷；c)电机采用三相交流异步电机，电机端盖出线，出线靠近电机悬置上部，绝缘等级H ，防护等级IP55；d)电机输出花键轴直接与后桥传动轴连接，后桥减速比为4.556 ，保证其自由传动、可靠；e)电机端部加装防尘盖和密封圈；f)电机霍尔信号线出线部位及端盖涂胶处理，防止雨水进入产生故障；h)电机外形尺寸Ø274mm×340mm，质量为约45kg。
电动车的全车电路原理精编版
电动车的全车电路原理电动车电路原理图电动车线路分两部分！第一部分是灯和喇叭部分第二部分是控制电机部分你500W电摩也一样，大部分车子是控制的正极，也就是说车子负极全部相通！电池的正极出来后有个空气开关，然后空气开关上的出线直接连接到锁线和充电插孔线还有控制器电源部分的粗红线；经过锁线出来后的线分别连接到转换器（将48V转化成12V）和控制器电源部分的细红线，转换器三根线（细黑直接接电池负极就是车子的负极；细红线接锁线，就是48V正极；然后细黄线出来的是12V）细黄的12V电出来后到喇叭开关，大灯开关，转向开关和刹把上的开关；然后打开后再到喇叭，大灯，转向灯下面来说说控制电机部分，控制电机的东西就是控制器（铝制盒子，上面有很多出线）1电源部分（刚刚上面已经提到的）电源线是三根线组成：粗黑—直接接电池负；粗红—直接接电池正，但是要经过空气开关；细红—直接连接的是锁的出电线2电机部分：电机线是由三根粗线和5根细线组成（这里就不细说）这八根线根据颜色连接在控制器上3控制部分：转把（转把由三根线组成这里也不细说）刹把（电摩百分之九十九都是高电平断电，前面已经说了刹把上的开关一边连接的是12V正极，还有一边就连接在控制器的高电平刹车断电线上，刹车断电线一般是绿黄色线）4防盗部分：现在的大部分控制器都有外接防盗器功能，插上防盗器可以用防盗器的遥控器开关电源和锁电机，一共有5根线，市面上有两种插件方式，一种是一个6孔插头，上面插着5根线（红，黑，兰，绿，橙）还有一种是两个插件组成的（红黑插在一个插件上，兰绿橙插在一个4孔插件上）5仪表显示线，电摩控制器一般是紫色线，直接接仪表电动车维修全集电动车,全集,维修①：电动车常见故障及排除方法1、仪表显示正常，电机不转（1）故障原因①闸把损坏判断②调速转把损坏判断③电机损坏判断④控制器损坏（2）故障排除①拔下刹把插座（常开型刹把）。
如电机运转，则为刹把故障，应更换刹把。
智能小车电机驱动原理
第一节智能小车电机驱动原理一、驱动板概述驱动板由大功率驱动芯片L298为主,加上L1117稳压芯片为整个电路板提供稳定的5V电压;驱动板能同时驱动两个直流电机;通过对六个口的控制就可以分别实现对电机正反转、加减速的控制;完成向前、向后、左转和右转等各种组合运动;每个电机用三个口控制,一个使能端EN或PWM输入端,控制电机的转动与停止,也能用于PWM控制调速;也就说,对这个输入端输入一定频率的脉冲,当为高电平时,电机转动,为低电平时,电机停止转动;一定频率的脉冲,电机一段时间内转动一段时间内停止转动,但由于直流电机的惯性特性,它不会立即停下来,只要频率高于某个值,就不会感觉到电机的停滞现象,反而是一种很连续的运动;只要改变一个周期内高低电平的时间比例,就可以改变电机的速度;另外两个输入端是为了控制方向,分别为In1和In2;In1为高电平,In2为低电平,电机按一个方向转,In1为低电平,In2为高电平,电机向相反方向转,如果他们同时为高电平或低电平,那么电机不转;二、驱动板电路原理那我们首先分析一下L298驱动板,L298驱动板原理图如图1;该驱动板需要用7.2V电源供电,但L298N的逻辑参考电平为典型的TTL电平;用了一个L1117稳压芯片提供稳定的5V输出电压和逻辑参考电压,D9、D10、D11和D12是发光二极管,指示运动方向,与它们连接的电阻都是限流电阻;R5和R8都是下拉电阻,让EnA和EnB口要么是高电平,要么是低电平,避免出现电平混乱,提高对输入信号的抗干扰能力;输出端都接有0.1uF电容,加上二极管平衡电路;他们都是为了保护L298N,电机是感性负载,当给电机突然通电与断电,因为电流的瞬变,电机两端会产生瞬时高压和大电流;如果没有保护措施,L298N就可能会被烧毁;三、恒压恒流桥式2A驱动芯片L298NL298N驱动芯片是由SGS公司的产品,比较常见的15脚Multiwatt封装,内部有4通道逻辑驱动电路;它的内部结构如图1;从内部结构图可知,用三极管组成H型平衡桥,驱动功率大,驱动能力强;同时H型PWM电路工作在晶体管的饱和状态与截止状态,具有非常高的效率;从图2看出该驱动芯片有两路H型PWM电路,上面已谈到用PWM控制直流电机调速的基本原理,现在来看电路的具体实现;In1为高电平,In2为低电平,EnA为高电平时,U1、U4输出为高电平,U2、U3输出为低电平;在OUT1、OUT2接上电机后,T1、T4管导通,T2、T3管截止,电机向一个方向转;In1为低电平,In2为高电平,EnA仍旧为高电平,T1、T4管截止,T2、T3管导通,电机向相反方向转;In1、In2同时为高电平或低电平,T1与T3同时导通或截止,T2与T4也是同时导通与截止,但与前者相反,也就是OUT1与OUT2电压相同;电机会快速停转;如果EnA端为低电平,整个H型PWM电路关闭;电机当然也就不会转;四、驱动板连线：驱动板与单片机和驱动板与直流电机的接线如图3,整个系统的总电源由L298驱动板的供电电源提供;L298驱动板的5V电源输出给单片机;L298驱动板的输入控制端与P0口相连,具体各管脚的连接的情况如图3;L298驱动板的输出直接与直流电机连接,参照图3;L298驱动板的有一个VCC和GND不用;他们是使用步进电机时,作为公共端的;要实现对电机的前后控制,只要P0^0和P0^1逻辑电平相反;假设P0^0为高,P0^1为低时是正转;那么在颠倒送数,即P0^0为低,P0^1为高,车轮就会反转;调速,控制P0^2口的高电平保持时间相对总周期长点,速度就大,短点,速度就小;图3驱动板连线图。
智能小车电机驱动电路
智能小车电机驱动之步进电机的ULN2003驱动方案什么是ULN2003驱动芯片。
该芯片的简单描述如下：这是一个放大功能的芯片，R口与Q口是一一对应的，R1对应Q1，R2对应Q2，R3对应Q3，并且该芯片会把来自R口的信号进行放大。
进而可以驱动一些功率比较大的器件。
下面介绍一下步进电机的原理：什么是步进电机，给一个脉冲信号，步进电机就会转动一个小的角度，这样可以实现对电机转角的精确控制。
我们把一个电机可以转动的最小的角度称之为步距角。
四相的步进电机有五根线（不一定是五根，以五根线为例说明）。
其中四根线是接收外界的脉冲信号的，一根线是公共端，接的是+5V的电压。
公共端的确定方法：公共端与其他几根线的之间的电阻差不多，因此可以用万用表进行测量，如果发现一根线与其他四根线之间的电阻都是相同的，那么则可以确定这个线是公共端。
步进电机的图片如下：如下图所示的步进电机的技术参数：步距角是5.625则表示当给步进电机64个脉冲信号时，步进电机会转动6＝5.625度，也就是说，当对步进电机写入8*64个脉冲信号时，步进电机会转动45度，由此可以实现对步进电机的转角的精确控制。
下面给一个步进电机驱动的实例程序。
#include"reg52.h"void delayms(unsigned int i){unsigned int j;while(i--){for(j=0;j<125;j++);}}unsigned char jiao[]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9};void main(){unsigned char i,j;;while(1){for(j=0;j<64;j++){for(i=0;i<8;i++){P0=jiao[i];delayms(2);}}delayms(200);}}。
电动小车最终方案版
电动小车最终方案版(总28页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、任务设计并制作一个简易智能电动车，其行驶路线示意图如下：二、要求1、基本要求（1）电动车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），沿引导线到达B 点。
在“直道区”铺设的白纸下沿引导线埋有1~3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。
电动车检测到薄铁片时需立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。
（2）电动车到达B点以后进入“弯道区”，沿圆弧引导线到达C点（也可脱离圆弧引导线到达C点）。
C点下埋有边长为15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息。
（3）电动车在光源的引导下，通过障碍区进入停车区并到达车库。
电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触。
（4）电动车完成上述任务后应立即停车，但全程行驶时间不能大于90秒，行驶时间达到90秒时必须立即自动停车。
2、发挥部分（1）电动车在“直道区”行驶过程中，存储并显示每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。
（2）电动车进入停车区域后，能进一步准确驶入车库中，要求电动车的车身完全进入车库。
（3）停车后，能准确显示电动车全程行驶时间。
（4）其它。
三、评分标准比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析实际完成情况50发挥部分完成第（1）项15 完成第（2）项17 完成第（3）项8 其它10四、说明1、跑道上面铺设白纸，薄铁片置于纸下，铁片厚度为～。
2、跑道边线宽度5cm，引导线宽度2cm，可以涂墨或粘黑色胶带。
示意图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。
3、障碍物1、2可由包有白纸的砖组成，其长、宽、高约为50cm12cm6cm，两个障碍物分别放置在障碍区两侧的任意位置。
4、电动车允许用玩具车改装，但不能由人工遥控，其外围尺寸（含车体上附加装置）的限制为：长度≤35cm，宽度≤15cm。
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小型电动车的驱动电路设计方案1 绪论1.1本课题的目的和意义1.1.1无刷直流电动机的发展电动机作为能量转换装置，应用于国民经济的各个领域。
电动机一般分为交流电机和直流电机。
相比较交流电动机，直流电动机具有良好的起动性能和宽广平滑的调速特性，因而被广泛应用于电力机车、无轨电车、轧钢机、机床和起动设备等需要经常起动并调速的场合。
但直流电动机的换向是依靠换向器和电刷进行换流，在频繁的运转过程中，由于换向器和电刷的摩擦，一方面消耗电刷，使我们不得不定期检查和更换电刷，耗时耗力:另一方面又产生电火花、电磁干扰，影响附近的电气设备。
针对这种情况，早在上个世纪30年代就有人开始研究天漏目直流电动机。
1951年，美国D.H 等人首次成功的实现了用晶体管换向线路代替有刷直流电动机机械电刷，这标志着现代无刷直流电机的诞生卿.在进入20世纪60年代以后，电力电子技术和计算机技术的应用使电机的发展经历了持久的革命性的变化。
作为机电一体化的产品，无刷直流电动机也得以发展，并开始进入初步的应用阶段。
无刷直流电动机既具有普通直流电动机调速性能好的特点，又具有交流电动机结构简单、便于维护的特点。
因此得到了一定范围内的初步应用。
自 20 世纪70年代开始，稀土永磁材料的发展，使无刷直流电动机有了进一步的发展，但由于永磁材料的价格昂贵，研究开发重点只能在航空、航天领域用的电动机和要求高性能而价格不是主要因素的高科技领域。
在进入 80 年代后较低价格的钦铁硼永磁材料的出现，使无刷直流电机能够在化工、纺织以及家用电器等民用领域初显身手。
在90年代后，随着电力半导体器件的飞速发展，如GTR、GTO、MOSFET、IGB 的相继出现，另外微处理器、集成电路技术的发展，逆变装置也发生了根本性变化，这些开关器件在向高频化、智能化、大容量化的方向发展伪，使无刷直流电动机的很重要的一无刷直流电机控制系统的研究与实现个环节一逆变器的价格下降，使无刷直流电动机的成本进一步的下降，其控制技术更加成熟。
目前稀土永磁材料开发技术的成熟和方兴未艾的电力电子技术的发展，使得无刷直流电动机正朝着高速化、高转矩、多功能化、低成本化的方向发展。
1.1.2无刷直流电动机的应用在加世纪80年代前，无刷直流电动机由于昂贵的稀土价格和不太理想的运行性能限制了它的应用，大部分无刷直流电动机只局限于实验室阶段的应用和小功率在航空等个别领域的应用。
进入9 0 年代后，稀土材料价格的下降和控制器性能的提高，使稀土永磁电机的开发和应用进入了一个新阶段。
一方面，原有开发的成果在国防、工农业和日常生活等方面得到较好的应用;另一方面，正向较大功率傲高转速、高转矩、高功能化和微型化方向发展，扩展新的电机品种和应用领域。
在上个世纪末，稀土永磁电机的单台容量已超过1000kw，最高转速已超过300000rpm，最低转速低于0.01rpm，最小电机外径只有0.8mm，长1.2mm。
在其它领域，如航空工业中美国制成驱动航天飞机升降副翼用的12.6kw，9000r\min稀土永磁无刷直流电动机，效率为95%，仅重7.65kg;还有军事国防设备中的电传动装甲车辆、鱼雷大功率无刷直流电动机、稀土永磁无刷直流无齿电梯曳引机、稀土永磁无刷直流发电机等。
微特电机的应用己经深入到各个领域，数量和品种都以相当快的速度发展着，每年全球都有数十亿台的需求量，其中以无刷直流电动机的增长最为迅速。
据资料统计，近些年来，无刷直流电动机的应用每年以大约15%的比例在增加问。
在这样的增长中，一个不可逆转的趋势是无刷直流电动机正在很多场合取代着其它种类的电动机，根据有关专家估计无刷直流电动机的发展趋势有如下的四方面:取代直流有刷电动机，取代步进电动机，取代小型的异步电动机，电动车辆电动机口。
表1说明了无刷直流电动机应用的增长情况。
表1.1无刷直流电动机生产情况表另外，在所有类型电机中，无刷直流电动机的损耗较小、效率较高。
有资料做过对比分析，对于7.5kw的异步电机系统效率可达86.4%，但是同样容量的无刷直流电动机效率可达92.4%。
要求的“创建节约型社会”的有着非常重要的意义。
因此，当前对无刷直流电动机及其控制器的研发对于十一五政府报告。
1.2.1无剧直流电动机研究现状对于无刷直流电动机而言，几个有待深入研究的问题有:转矩脉动问题、换向角的最佳选取问题、无位置传感器的转子位置检测问题、控制算法问题、抗干扰问题。
自上世纪末起，无刷直流电动机的研究热潮逐渐形成。
在国内，我国的无刷直流电动机的研究在小功率(从几十瓦到几百瓦)已经从科研转向生产，如西安微电机研究所研制的碑42ZW-1、55ZW-1、70ZW-1系列产品，上海交大研制的卫早卜专用的无刷直流电动机，上海微电机研究所的无刷直流力矩电动机，还有浙江联宜电机厂生产的小功率的电动机的生产已经形成一定规模等，但大功率了田传速的无刷直流电动机的研究方面发展不快，还未形成系列产品。
在国外,各国研究人员纷纷推出自己最新科研成果，其中美国的几Ahmed Rubaaj博士及其同事共同研制出一种新型的无刷直流电动机，其转子跟普通的无刷直流电动机一样，而其定子却和普通的有刷直流机的转子极为相似，并能以转子位置传感器及逻辑开关电路，使定子绕组依次换相。
其优点是可在较大范围内自然换向,充分提高了电机体积的利用率。
再如:美国的工Y.Hung博士等人，利用定子电流谐波的最优权重的设计方法，通过电流调节器等装置有效减少了电磁转矩及齿槽引起的转矩波动.还有英国的丫s.Cen博士研制成功了无齿槽的无刷直流电动机，其主要作用也是减少转矩波动，提高电机效率。
1.2.2本文研究的主要内容(1)为了更好的研究无刷直流电动机的控制系统，本文将完成以下工作:(1) 以8位单片机为核心开发一套小型无刷直流电机的控制器。
包括驱动板和主电路。
在此控制器中，要求有转速监测、过电流、过电压等保护，此控制器考虑到经济性能采用霍尔传感器反馈，功率开关器件采用MOSFET管。
在控制性能要求不高的情况下，此种方案经济实用。
(2) 用8位单片机或DSP为核心开发一套无刷直流电机控制器.要求：转矩与输入电流呈线性关系。
此控制器采用编码器反馈，功率开关器件采用IGBT模块，并且有完善的保护功能:过流保护、过压、欠压保护、过热保护、缺相保护、短路保护等。
2 无刷直流电动机的结构、工作原理2.1无刷直流电动机的基本组成部分2.1.1无刷直流电动机结构无刷直流电动机是机电一体化产品，其与传统意义上的电机的区别在在于没有换向刷，用电子换向器来代替机械换向装置的电机，其定子绕组结构跟一般的感应电动机的区别不是很大，其主要组成部分包括:电机本椒定子和转子)、转子位置传感器、控制器和逆变器件。
具体示意图见图2.1所示。
图 2.1无刷直流电动机结构图2.1.2电动机本体无刷直流电机本体在结构上与永磁同步电动机相似，其定子绕组一般为多相(三相、四相、五相不等)，转子由永久磁钢按一定的极对数组成。
图2.1中的电动机本体为三相两极结构，三相定子绕组与电子换向线路中相应的功率开关器件连接，在图2.1中A相、B相、C相绕组分别与功率开关管vl、v2、v3相接.构成无刷直流电机转子的永久磁钥与永磁有刷电机中所使用的永久磁钥的作用相似，都是在电机的气隙中建立足够的磁场。
其不同之处在于，无刷直流电机中永久磁钢装在转子上，而有刷直流电机的磁钢装在定子上。
永久磁钢目前多使用稀土永磁材料，如钱铁硼(NdPeB)和衫钻(SmCo)等。
由于转子磁钢的几何形状不同，使得转子磁场在空间的分布可近似分为正弦波和方波(梯形波)两种。
因此，当转子旋转时，在定子上产生的反电动势也有两种形式，一种为正弦波形，另一种为方波(梯形波)。
习惯上将反电动势为正弦波电动机称为正弦型永磁同步电动机，而方波(梯形波)电动机在原理和控制方式上基本与直流电动机类似，故称为无刷直流电机(BLDCM)。
2.1.3转子位传感器位置传感器在无刷直流电动机中起着测定转子磁极位置的作用，为逻辑开关电路提供正确的换相信号，即将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，然后去控制定子绕组换相。
位置传感器种类很多，目前在无刷直流电动机常用的有电磁式位置传感器、光电式传感器、磁敏式位置传感器和旋转变压器等。
电磁式位置传感器是利用电磁效应来测量转子位置，有开口变压器、铁磁谐振电路、接近开关电路等多种类型。
它具有输出信号大、工作可靠、寿命长、对环境要求小等优点，但这种传感器体积较大，信噪比较低，同时其输出波形为交流，一般需要经整流、滤波方可使用。
光电式位置传感器是利用光电效应，由跟随电机转子一起旋转的遮光部分和固定不动的光源等部件组成，有绝对式编码器和增量式编码器之分。
它具有定位精度高、价格便宜、易加工等特点，但对恶劣环境的适应能力较差，输出信号需加整形电路处理。
磁敏式位置传感器是利用某些半导体敏感元件的电参数按一定规律随周围磁场变化而变化的原理制成。
常见的类型有霍尔元件、磁敏电阻和磁敏二极管等。
一般说来，它对环境适应能力较强，输出信号好，成本低廉，但精度不高。
旋转变压器一般用在多相电机的控制中，它可以输出多路位置信号，满足多相电机控制的要求，但安装不易，价格较昂贵，普通的三相无刷直流电动机很少用旋转变压器.2.1.4控制芯片在无刷直流电动机的控制中，最早用模拟电路及分离式元件组成的电路来控制电机，由于其控制电路复杂，且存在零点漂移现象，稳定性不强。
因此，逐步被高级的数字控制方式所取代，这些高级的数控方式主要采用单片机或DSP控制。
近来随着电子器件工数字信号处理器是近年来迅猛发展的新一代数字微处理器，随着价格的大幅度下降，逐渐进入运动控制领域以下简要介绍这几种控制芯。
(l) 单片机控制与复杂的模拟电路相比，单片机具有以下特点。
①电路更简单，运算快，程序修改方便。
模拟电路为了实现控制逻辑需要许多电子分立元件，使电路复杂;采用微处理器后，绝大多数控制逻辑可以通过软件实现。
微处理器有更强的逻辑功能，运算速度快，精度高，有大容量的存储单元，因此有能力实现复杂的控制，如优化控制等。
另外单片机灵活性和适应性强，微处理器的控制方式是由软件完成的，如果需要修改控制规律，一般不必改变芯片的硬件电路，只需修改程序即可，非常方便。
②无零点漂移，控制精度高数字控制不会出现模拟电路中经常遇到的零点漂移问题。
③单片机有较强的控制功能、低廉的成本。
人们在选择电动机控制器时，常常是在满足功能的需要的同时，优先选择成本低的控制器。
因此，单片机往往成为优先选择的目标。
从最近的统计数字也可以看出，世界上每年要有25亿片各种单片机投入使用，单片机是目前世界使用量最大的微处理器。
近些年来，随着微电子技术的发展，新一代的功能更齐全、运算更快的单片机不断出现。