文献综述

一、前言

本次毕业设计内容为无刷直流电机控制器的设计，在分析无刷直流电机结构和工作原理的基础上，提出无刷直流电机控制系统结构，设计无刷直流电机驱动和单片机控制电路，完成硬件设计和软件编写，实现无刷直流电机的启动停止、调速。

二、研究背景与意义

传统直流电机通过换向器与电刷进行换向，存在机械摩擦、噪声以及难以维护等缺点，从而限制了它在高端领域的应用。随着现代电力电子技术、微控制技术的发展，无刷直流电机在很多应用领域已逐渐取代了直流电机，无刷直流电机具有普通直流电机运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好的优点，同时又具有体积小、质量轻、效率高、损耗小、转速高、输出功率大、寿命长、散热好、无换向火花、噪声低、结构简单、运行可靠、维护方便的优点，可在高空稀薄条件下工作，已广泛应用于航空、航天、机械、汽车等工业领域和医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺以及家用电器等方面。计算机硬盘驱动器和软盘驱动器里的丰轴电动机、录像机中的伺服电动机，电动车驱动电机、人工心脏小型血泵、变频冰箱、空调、洗衣机中的电机，均广泛的运用了永磁直流无刷电动机。

近年来随着模糊控制、PID控制、DSP、专用无刷电机驱动控制器、嵌入式等不断发展，为无刷直流电机调速提供更多的方案，应用领域也不断扩宽，因此研究无刷直流电机调速可以为无刷直流电机控制提供基础，具有深远意义。

三、国内外研究现状

无刷直流电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的。电动机作为机电能量转换装置普遍存在于国民经济各个领域，早期直流电动机采用电刷以机械方法进行换向，带来不可克服的“机械磨损、电火花、噪声、无线电干扰、寿命短”等弱点。

1917年Boliger提出了用整流管代替有刷直流电机的机械电刷，奠定了无刷直流电机的基本思想。1955年，美国D·哈利森等人首次申请了应用晶体管换向代替电动机机械换向器换向的专利，这就是现代无刷直流电动机的雏形，标志无刷直流电动机诞生。1964年美国国家航空航天局（NASA）首次使用无刷直流电机，用于卫星姿态控制、太阳能电池板的跟踪控制、卫星上泵的驱动等。1978年，原联邦德国MANNESMANN公司的Indramat分部在汉诺威贸易展览会上正式推出其MAC永磁无刷直流电动机及其驱动系统，标志着永磁无刷直流电动真正进入了实用阶段，开始从军用走向民用等生活领域。80年代后期国际上开展了深入的研究，先后研制成方波和正弦波无刷直流电动机。30多年以来，随着永磁新材料、微电了技术、自动控制技术以及电力电予技术特别是大功率开关器件的发展，永磁无刷直流电动机得到了长足的发展。

在随着DSP数字控制芯片功能和速度的提高，以数字信号处理器为核心的控制电路和嵌入式控制软件将代表无刷直流电机控制的发展方向。