基于stm32的直流无刷电动机调速系统设计_开题报告.docx

.毕业设计开题报告.题目：基于 STM32 的直流无刷电动机调速系统设计学院：学生：学号：指导教师： 完成时间：一、毕业设计主要容、争论意义及预期目标：课题设计主要容：以嵌入式 MCU 为掌握器，利用电力电子变换技术设计掌握无刷直流电动机,设计完成直流无刷掌握系统，实现电动机的速度连续可调，并对电机的速度进展测量，随着负载的转变，电机的速度要能跟随掌握的要求可调。争论意义：在电气时代的今日，电动机始终在现代化的生产和生活中起着格外重要的作用。无论是在农业生产，交通运输，国防航空技术，医疗卫生，商务与办公设备，还是在日常生活中的家用电器都大量的使用着各种各样的电动机。而随着掌握智能化，仪器小型化，功耗微小化等对设备要求的日益苛刻，把单片机特别是高速的嵌入式处理器应用于电动机的掌握也越来越成为争论的焦点。无刷直流电动机的主要特点：高效率：无刷直流电动机转子上既无铜耗也无铁耗， 其效率比同容量异步电动机提高 5%-12%。功率因子高：无刷直流电动机无需吸取激磁电流，功率因子接近1。启动转矩大，启动电流小：无刷直流电动机的机械特性和调整特性与他激直流电动机枢控时相应特性类似，所以它的启动转矩大，启动电流小，调 节围宽，但没有因电刷换向器引起的缺点，电子换向取代了机械换向。电动机出力高： 该电动机的体积和最高工作转速一样时，较异步电动机输出功率提高 30%。适应性强： 电源电压偏离额定值+10%或-15%，环境温度相差 40K 以及负载转矩从 0100%额定转矩波动时，无刷直流电动机的实际转速与设定转速的稳态偏差，不大于设定转速±1%。总之，无刷直流电动机本身固有的优势，必将使之应用于社会生产的各个领域，以表达出不同的功能，到达不同的目的，收到相应的效益。因此，本论文通过对直流 无刷掌握系统的争论，对于直流无刷电机的应用，有着实际的意义和肯定的应用价值。预期目标：设计完成一款基于 STM32 嵌入式处理器的无刷直流电动机掌握器。系统主要包括电源电路、CPU 掌握电路、保护电路、驱动电路、测速电路、转子位置检测电路等。经过系统硬件设计，软件设计，最终完成软硬件联合调试，使系统稳定运行。二、拟承受的技术路线、争论方法及步骤：技术路线：1. 掌握系统各元器件比照选型。主要是进展 MCU 的选型，信号处理电路的器件选型，驱动隔离电路的选型， 驱动电路的选型，电源电路的设计选型，保护电路的设计选型。2. 掌握系统硬件电路设计。电源电路复位、晶振电路调试电路STM32 主控光耦隔离电路驱动电动机电路位置传感器模块图 1 系统硬件图STM32 通过承受给定速度掌握信号计算 PWM 占空比。功率驱动模块包括三相桥式逆变电路，并通过 STM32 芯片给出的 PWM 信号驱动无刷直流电机转动， 位置传感器无刷直流电机的位置信号经过反响给 STM32 ，掌握信号计算 PWM 占空比，完成速度闭环，构成完整的闭环的系统。3. 掌握系统软件电路设计。本系统的程序均承受 C 语言编写，承受 keil 公司出品的开发环境 MDK，编写各局部软件程序，调试，完成软件的编写。4. 系统软硬件测试调试。软件编写完成后，下载到硬件电路上进展调试，对各个参数进展优化，找到最适合的参数，制成一款无刷电机掌握器，完本钱设计的设计任务。争论方法：1、 调查争论，查阅资料，找到各种不同的掌握方案，找出最适合本设计的方案。2、 试验室硬件调试，画出电路图后，通过各元件的优化测试，确定硬件方案。3、 软件平台设计，通过电路设计软件，把设计思想转化为实物。步骤：1. 先对变频器的特点和使用技术进展了解和把握，选取适宜本设计的变频器；2. 进展主控模块电路的设计，然后再进展连接局部电路，3. 主控芯片编程并调试，实现掌握功能4. 整体联调，并完成整个工程的设计，到达预期功能和目的。三、毕业设计进度打算：起止时间：2023 年 10 月 25 日至 2023 年 5 月 30 日2023.10.25- 2023.11.6检索有关书籍、资料，完成开题报告；2023.11.6 - 2023.1.11学习 STM32 相关学问，了解无刷直流电动机的原理2023.1.12 - 2023.2.25完成系统硬件电路的设计，绘制原理图2023.2.25 - 2023.4.10整个系统软件设计汇编语言及 C 语言编程，调试系统2023.4.11 - 2023.4.30文字录入，排版，绘图，论文整理及修改，论文初稿完成。2023.5.1 - 2023.5.25论文辩论预备。论文辩论：2023 年 5 月 30 日之前四、所需条件及落实措施：1. 理论根底：常用无刷直流电机的逆变器承受三相桥式主回电路的掌握方式一般有 2 种：二二导通模式和三三导通模式，依据图 2 换相时序图可知，这两种工作方式，一个周期都存在 6 种导通状态，以 60°电角度为间隔转变。由于两种导通模式相比较，二二导通较三三导通方式电磁转矩更大，稳定性更好，而且结合本文的反电动势检测法，使掌握更为简洁。所以本系统设计承受的是传统的二二导通模式，即任意时刻都有而且只有 2 只开关管导通。可以推出功率管的导通挨次依次是：T6、T1-> T1、T2-> T2、T3-> T3 、T4 ->T4、T5-> T5、T6。每个功率管导通 120°电角度，之间间隔 60°电角度，并处于关断状态，可以很好的避开死区的产生而发生主回路直通短路，此种工作方式称为两相导通星型三相 6 状态方式。由此可见逆变器功率管的换相时刻精准确定就成为了调速掌握的重中之重。图 2 直流无刷电动机的工作原理2. 设备和器材：示波器、万用表、电烙铁、焊锡丝、螺丝刀、直流无刷电动机、导线假设干、电子元.器件假设干。3. 所需软件：软件有两种 Keil uVision4 MDK 作为软件编写的工具软件，另一种为 protel 99se 是一款电路板设计软件。4落实措施：（1） 设备可以找试验室借用或者购置，工具软件从网络中下载安装或者在试验室中进展设计。元器件从网上购置。（2） 广泛查阅文献资料，阅读相关书籍，确定选题；（3） 深入浅出，遇到难题应当向教师或者专业人员进展请教；（4） 理清思路，明确围和框架、留意重点和难点的突破技术攻关。（5） 设计原理图，画 PCB 图，制作成电路板，写作、修改、定稿，完成毕业设计。想要设计硬件实物和文章， 请淘宝搜寻店铺“ 向日葵电子工作室” 或翻开 s:/shop69798265.taobao./?spm=a230r.7195193.1997079397.55.lDEozx五、参考文献：1 崇坚.大功率沟通电机变频调速技术的争论.电力电子.2023/012 强. 无位置传感器无刷直流电动机运行理论和掌握系统争论 D.: 东京大学.2023:25-293 叶贤森, 敬彪, 于海滨. 基于 STM32F103 的深海远程电机掌握系统. 电子器件,2023:32-474 宁,基于 MDK 的 STM32 处理器开发应用M.:航空航天大学.2023:57-745 卢静,非凡,高飞等.基于单片机的无刷直流电动机掌握系统设计.机械工业学院学报.2023:32-476 王勇,吕征宇.端电压比较法直接查找无刷直流电机换相点及其战波调速J.微特电机.2023:74-837 建,吕晓春,杜军红.无传感器无刷直流电机三段式起动技术的深入分析 J,微特电.机.1998:46-758 金来专.基于 STM32 微掌握器的沟通电机变频调速试验系统.学院学报2023/06指导教师意见：指导教师签名：年月日毕业设计领导小组意见：组长签名：年月日