直流發(fā)電機工作原理　　直流發(fā)電機的工作原理***是把電樞線圈中感應(yīng)的交變電動勢，靠換向器配合電刷的換向作用，使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑怼?
　　感應(yīng)電動勢的方向按右手定則確定（磁感線指向手心，大拇指指向?qū)w運動方向，其他四指的指向***是導(dǎo)體中感應(yīng)電動勢的方向。）
　　在圖1.1所示瞬間，導(dǎo)體a b 、c d 的感應(yīng)電動勢方向分別由 b指向 a和由d 指向 c 。這時電刷 A呈正極性,電刷B 呈負(fù)極性。
　　圖1.1 直流發(fā)電機原理模型
　　當(dāng)線圈逆時針方向旋轉(zhuǎn)180°時，這時導(dǎo)體c d 位于N 極下，導(dǎo)體a b 位于S 極下，各導(dǎo)體中電動勢都分別改變了方向。
　　圖1.2 直流發(fā)電機原理模型
　　從圖看出，和電刷 A接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于 N極下，同樣，和電刷 B接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于S 極下。因此，電刷 A始終有正極性，電刷 B始終有負(fù)極性，所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動勢。如果電樞上線圈數(shù)增多，并按照一定的規(guī)律把它們連接起來，可使脈振程度減小，***可獲得直流電動勢。這***是直流發(fā)電機的工作原理。
直流電動機工作原理
成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器　　導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩，這個力矩在旋轉(zhuǎn)電機里稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時針方向，企圖使電樞逆時針方向轉(zhuǎn)動。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩（例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩），電樞***能按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。
　　圖1.3 直流電動機的原理模型
　　當(dāng)電樞轉(zhuǎn)了180°后，導(dǎo)體 cd轉(zhuǎn)到 N極下，導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下時，由于直流電源供給的電流方向不變，仍從電刷 A流入，經(jīng)導(dǎo)體cd 、ab 后，從電刷B流出。這時導(dǎo)體cd 受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃?，?dǎo)體ab 受力方向是從左向右，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時針方向。
　　圖1.4 直流電動機原理模型
　　因此，電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動，由于換向器配合電刷對電流的換向作用，直流電流交替地由導(dǎo)體 ab和cd 流入，使線圈邊只要處于N 極下，其中通過電流的方向總是由電刷A 流入的方向，而在S 極下時，總是從電刷 B流出的方向。這*********了每個極下線圈邊中的電流始終是一個方向，從而形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩，使電動機能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。這***是直流電動機的工作原理。

控制器設(shè)計
1 引 言
成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器　　隨著人們生活水平的提高，產(chǎn)品質(zhì)量、精度、性能、自動化程度、功能以及功耗、******問題已經(jīng)是選擇家用電器的主要因素。永磁無刷直流電機既具有交流伺服電機的結(jié)構(gòu)簡單、 運行******、維護(hù)方便等優(yōu)點，又具備直流伺服電機那樣良好的調(diào)速特性而無機械式換向器，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種調(diào)速驅(qū)動場合。MOTOROLA ******代電機控制專用芯片的出現(xiàn)，給永磁無刷直流電機調(diào)速裝置的設(shè)計帶來了極大的便利。這些芯片控制功能強，保護(hù)功能完善，工作性能穩(wěn)定，組成的系統(tǒng)所需外圍電路簡單，抗干擾能力強，特別適用于工作環(huán)境惡劣，對控制器體積，******性能比要求較高的場合。
2 控制器結(jié)構(gòu)與原理　　2.1 控制器結(jié)構(gòu)
成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器
　　MC33035 是 MOTORLORA 公司研制的******代無刷直流電機控制專用集成電路，加上1片 MC3309 電子測速器將無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子位置信號進(jìn)行 F/V 轉(zhuǎn)換，形成轉(zhuǎn)速反饋信號，即可構(gòu)成轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。外接 6 個功率開關(guān)器件組成三相逆變器，***可驅(qū)動三相永磁無刷直流電機，控制器電路構(gòu)成，如圖 1 所示，圖中 S1 控制電機轉(zhuǎn)向，S2 控制系統(tǒng)起停，S3 選擇系統(tǒng)開環(huán)或閉環(huán)運行，S4 控制系統(tǒng)制動，S5 選擇轉(zhuǎn)
　　子位置檢測信號為 60°或 120°方式，S6 控制系統(tǒng)的復(fù)位。電位器 RP1 用以設(shè)定所需電機轉(zhuǎn)速，發(fā)光二板管 L1 用作故障
　　指示，當(dāng)出現(xiàn)不正常的位置檢測信號、主電路過流、3種欠電壓之一（芯片電壓低于9.1V，驅(qū)動電路電壓低于9.1V，基準(zhǔn)電壓低于4.5V）、芯片內(nèi)部過熱、起停端低電平時，L1發(fā)光報警，同時自動封鎖系統(tǒng)。故障排除后，經(jīng)系統(tǒng)復(fù)位才能恢復(fù)正常工作。 成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器
　　2.2 控制原理
　　從電機轉(zhuǎn)子位置檢測器送來的三相位置檢測信號（SA,SB,SC）一方面送入 ) MC33035，經(jīng)芯片內(nèi)部譯碼電路結(jié)合正反轉(zhuǎn)控制端、起停控制端、制動控制端、電流檢測端等控制邏輯信號狀態(tài)，經(jīng)過運算后，產(chǎn)生逆變器三相上、下橋臂開關(guān)器件的6路原始控制信號，其中，三相下橋開關(guān)信號還要按無刷直流電機調(diào)速機理進(jìn)行脈寬調(diào)制處理。處理后的三相下橋 PWM 控制信號 （Ar ,Br, Cr）經(jīng)過驅(qū)動電路整形、放大后，施加到逆變器的6個開關(guān)管上，使其產(chǎn)生出供電機正常運行所需的三相方波交流電流。
　　另一方面，轉(zhuǎn)子位置檢測信號還送入 MC33039 經(jīng) F/V轉(zhuǎn)換，得到一個頻率與電機轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號FB。FB 通過簡單的 阻容網(wǎng)絡(luò)濾波后形成轉(zhuǎn)速反饋信號，利用 MC33035 中的誤差放大器即可構(gòu)成一個簡單的P調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的閉環(huán)控制，以提高電機的機械特性硬度。實際應(yīng)用中，還可外接各種 PI, PD，調(diào)節(jié)電路以實現(xiàn)更為復(fù)雜的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。
3 芯片功能　　3.1 MC33035 結(jié)構(gòu)組成及功能
　　其主要組成部分包括：
　?。?1 ）轉(zhuǎn)子位置傳感器譯碼電路；
　?。?2 ）帶溫度補償?shù)膬?nèi)部基準(zhǔn)電源；
　　（ 3 ）頻率可設(shè)定的鋸齒波振蕩器；
　?。?4 ）誤差放大器；
　?。?5）脈寬調(diào)制（PWM）比較器；
　　（ 6 ）輸出驅(qū)動電路；
　?。?7 ）欠電壓封鎖保護(hù)芯片過熱保護(hù)等故障輸出；
　?。?8 ）限流電路。
　　該集成電路的典型控制功能包括 PWM 開環(huán)速度控制，使能控制（起動或停止），正反轉(zhuǎn)控制和能耗制動控制，適當(dāng)加上一些外圍元件，可實現(xiàn)軟起動。
　　3.1.1 轉(zhuǎn)子位置傳感器譯碼電路
　　該譯碼電路將電動機的轉(zhuǎn)子位置傳感器信號轉(zhuǎn)換成六路驅(qū)動輸出信號，三路上側(cè)驅(qū)動輸出和三路下側(cè)驅(qū)動輸出。它適合于集電極開路的霍爾集成電路或光耦合電路等傳感器。輸入端腳 4、5、6 都設(shè)有提升電阻，輸入電路分 TTL 電路電平兼容，門檻電壓為2.2V。該集成電路適用于傳感器相位差為,60°、120°、240°、300° 四種情況的三相無刷電動機。由于 3 個輸入邏輯信號，可有 8 種邏輯組合。其中 6 種正常狀態(tài)決定了電動機 , 個不同位置狀態(tài)。其余 2 種組合對應(yīng)于位置傳感不正常狀態(tài)，即 3 個信號線開路或?qū)Φ囟搪窢顟B(tài)，此時腳 14 將輸出故障信號（低電平）。
　　用腳 3 邏輯電平來確定電動機轉(zhuǎn)向。當(dāng)腳 3 邏輯狀態(tài)改變時，傳感器信號在譯碼器內(nèi)將原來的邏輯狀態(tài)改變成非，再經(jīng)譯碼后，得到反相序的換向輸出，使電動機反轉(zhuǎn)。電動機的起停控制由腳 7 使能端來實現(xiàn)。當(dāng)腳 7 懸空時，內(nèi)部有電流源使驅(qū)動輸出電路正常工作。若腳 7 接地，3 個上側(cè)驅(qū)動輸出開路（1 狀態(tài)），3 個下側(cè)驅(qū)動輸出強制為低電平（ 0 狀態(tài)），使電動機失去激勵而停車，同時故障信號輸出為零。成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器
　　當(dāng)加到腳 23 上的制動信號為高電平時，電動機進(jìn)行制動操作。它使 3 個上側(cè)驅(qū)動輸出開路，下側(cè) 3 個驅(qū)動輸出為高電平，外接逆變橋下側(cè) 3 個功率開關(guān)導(dǎo)通，使電動機 3 個繞組端對地短接，實現(xiàn)能耗制動。芯片內(nèi)設(shè)一個四與門電路，其輸入端是腳 23 的制動信號和上側(cè)驅(qū)動輸出 3 個信號，它的作用是等待 3 個上側(cè)驅(qū)動輸出確實已轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)后，才允許 3 個下側(cè)驅(qū)動輸出變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，從而避免逆變橋上下開關(guān)出現(xiàn)同時導(dǎo)通的危險，其控制真值表，如表1示。
　　3.1.2 誤差放大器
　　該芯片內(nèi)設(shè)有高性能，全補償?shù)恼`差放大器。在閉環(huán)速度控制時，該放大器的直流電壓增益為 80dB ，增益帶寬為 0.6MHz,輸入共模電壓范圍從地到 VREF（典型值為 6.25V ），可得到良好性能。作開環(huán)速度控制時，可將此放大器改接成增益為 1 的電壓跟隨器，即速度設(shè)定電壓從其同相輸入端腳 11輸入。腳 12～13 短接。
　　3.1.3 脈寬調(diào)制器
　　除非由于過電流或故障狀態(tài)使 6 個驅(qū)動輸出調(diào)閉鎖，在正常情況下，誤差放大器輸出與振蕩器輸出鋸齒波信號比較后，產(chǎn)生脈寬調(diào)制（ PWM ）信號，控制 3 個下側(cè)驅(qū)動輸出。改變輸出脈沖寬度，相當(dāng)于改變供給電動機繞組的平均電壓，從而控制其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。脈寬調(diào)制時序圖，如圖 3 示。
　　3.1.4 電流限制
　　外接逆變橋經(jīng)一電阻 Rs 接地作電流采樣。采樣電壓由腳 9 和腳 15 輸入至電流檢測比較器。比較器反相輸入端設(shè)置有 100mV 基準(zhǔn)電壓，作為電流限流基準(zhǔn)。在振蕩器鋸齒波上升時間內(nèi)，若電流過大，此比較器翻轉(zhuǎn)，使下 Rs 觸發(fā)器重置，將驅(qū)動輸出關(guān)閉，以限制電流繼續(xù)增大。在鋸齒波下降時間，重新將觸發(fā)器置位，使驅(qū)動輸出開通。利用這樣的逐個周期電流比較，實現(xiàn)了限流，若允許******電流為 Imax ，則采樣電阻按下式選擇：
　　Rs = 0.1/ Imax為了避免由換相尖峰脈沖引起電流檢測誤動作，在腳 9 輸入前可設(shè)置 RC 低通濾波器。
　　3.2 MC33039電子測速器
　　MC33039是為無刷直流電動機閉環(huán)速度控制專門設(shè)計的集成電路，系統(tǒng)不必使用高價的電磁式或光電測速機，***可實現(xiàn)******調(diào)速控制。它直接利用三相無刷直流電動機轉(zhuǎn)子位置傳感器 3 個輸出信號，經(jīng) F / V 變換成正比于電動機轉(zhuǎn)速的電壓。
　　從 MC33039 結(jié)構(gòu)圖圖 4 可知，腳 1 、 2、 3 接收位置傳感器 3 個信號，經(jīng)有滯后的緩沖電路，以抑制輸入噪聲。經(jīng)“或”運算得到相當(dāng)于電動機每對極下 6 個脈沖的信號。再經(jīng)有外接定時元件 CT 和 Rr 的單穩(wěn)態(tài)電路，從腳 5 輸出的 fout 信號的

　　占空比與電動機轉(zhuǎn)速有關(guān)，其直流分量與轉(zhuǎn)速成正比，此信號在外接低通濾波器處理后，即可得到與轉(zhuǎn)速成正比的測速電壓。三相電動機中應(yīng)用時的波形圖中，fout是腳5輸出，Vout，（AVG）表示它的平均值，即直流分量。
公司主營：
成都CP晟邦電機;成都力矩電機控制器;成都減速馬達(dá);直流減速電機;臺灣成鋼電機;單相無級調(diào)速電動機;成都聯(lián)軸器;可逆減速電動機;精密減速電動機;交流伺服電動機;分馬力電動機;反應(yīng)式步進(jìn)電動機;混合式步進(jìn)電動機;成都萬興電機;成都至寶電機;成都東煒庭電機;成都直流測速發(fā)電機;北京微特微電機;成都聯(lián)宜電機;成都金維達(dá)電機