ATmega48单片机无刷直流电动自行车控制器设计(3)

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2 电动自行车控制器的系统分析与设计

2.1 无刷直流电动机的基本结构与工作原理

2.1.1 基本结构

无刷直流电动机的基本结构原理如图2-l所示。

图2-1 无刷直流电动机结构原理图

它主要由三部分组成：电动机本体、位置传感器和电子开关线路。电动机本体与永磁同步电动机在结构上相似，然而没有笼型绕组和其他启动装置。它的定子绕组多数制成多相(三相、四相、五相不等)，转子由永久磁钢按照特定的极对数(2P=2，4等)组成。如上图2-1中，它的电动机本体为三相两极。其中，A相、B相、C相绕组分别与功率开关管V1、V2、V3连接，三相定子绕组与电子开关线路中对应的功率开关器件分别联结，位置传感器VP1、VP2、VP3跟踪转子与电机转轴联结来检测电动机转子的位置，它的输出端与电子开关线路中对应的功率开关器件联结。

当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场互相作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。