三相无刷直流电机控制系统

由永磁无刷直流电机运行原理可以知道，永磁无刷直流电机的平均工作电流与转速成反比例函数关系，且空调电机带的风叶负载是恒定，也即转矩随转速成线性关系，因此控制无刷直流电机的电磁转矩也可以通过控制转速来实现[3]。本系统是速度闭环系统。霍尔位置传感器的位置信号经信号处理后送专用驱动芯片后产生一个速度脉冲信号经单片机处理转换成转速，再运用增量式PI算法，得到PWM控制信号经过光祸隔离电路驱动专用集成驱动芯片闭环控制转速。同时，单片机还监控控制系统的运行状态，当系统出现短路、过流、过压等故障时，单片机将封锁PWM输出信号，使电机停机，并通过LED电路显示故障。由于客户对控制系统的需求不同，本系统设计的各部分在保持相互独立性的同时，又留好相应的接口以便构成一个完整的系统。
2.2控制电路
本系统主硬件控制电路由控制由AtmegaBL单片机、PWM信号产生及处理电路、电流检测电路、转速检测电路、隔离电路及接口电路组成。如图2-2所示。

PWM产生了之后还要经过处理才能得到想要输出的输出信号。ATmegaBL产生的PWM信号通过光电耦合在P521的3脚产生同周期的PWM信号经分压滤波之后输出一个0到6V的用于驱动电路的调速电压，图中稳压二极管使P521的4脚稳到9V, P521的3脚的PWM信号经两级RC滤波之后变得平滑，P521起到了主控电路与驱动电路电气隔离作用。
3. 系统软件设计
本控制系统利用C语言，采用模块化、结构化编程。模块化编程即:将一个大程序分成若干个小模块，各个模块保持相对的独立性，模块之间只靠少量的出之口参数相联系，这样各个程序模块分别设计，从而使程序的调试、修改都变得比较容易;结构化编程即:各个子程序之间使用良好的转移和调用，这个各个模块可有效地组合成一个整体，使流程明确地从一个程序模块转移到下一个程序模块。
本控制系统软件设计采用前后台系统，前后台系统即一个死循环程序加多个中断服务子程序组，主程序初始之前应该先关所有中断及看门狗定时器，以保证初始化时不受中断程序及系统复位成，任务比较多时则需要用实时打操作系统（RTOS），这样单片机的MPU使用率才会得以提高，各任务才能实时按预期运行。本控制系统软件包括主程序及中断服务程序两部分。主程序主要由系统初始化、转子转速计算及转速PID闭环控制组成，主程序完成大部分的功能任务;中断程序主要对中断事件进行检测并通知主程序进行相应处理、完成必要的实时性功能，这样做的目的是使中断不占用太多的CPU时间，使程序各部分功能能够可靠地运行，本控制系统的中断程序主要用来串行中断接收上位机发来的转速设定值、定时中断检测电流及显示转速值及相关故障。本软件设计的程序如图3-1所示