王 桢，周 洪，陆瑜吉

（金陵科技学院机电工程学院，江苏南京 211169）

传统直流有刷电机内含碳刷，以机械方式换相，结构复杂且可靠性差，所以人们一直都在寻找更加可靠且具有相似特性的电机作为替代[1-4]。随着晶体管的发展，通过晶体管构成的电子电路进行换相的无刷直流电机应运而生[5]。无刷直流电机具有良好的启动和调速性能，同时兼具易实现、易维护、稳定性强和效率高的特点[6]，被广泛应用在家电、汽车电子、工业和航空领域[7-8]。其控制芯片主要有单片机、DSP 以及FPGA 等，单片机以开发成本低、控制性能好、性价比高等优点成为当前应用较多的芯片[9]。相较于国外的技术水平，我国虽然永磁材料丰富，在无刷直流电机上取得了较快的发展，但仍和国外有一定的差距[10-11]。此外，无刷直流电机的驱动电路中必须要有可靠的保护电路，如欠压保护以防止电机损坏[12-13]。

文中介绍了无刷直流电机的基本结构原理和数学模型，然后以STC12C5A60S2 为主控芯片，设计了调速系统的硬件电路，用C 语言编写了系统的调速程序，通过实验验证了该系统的可行性。

1 无刷直流电机的基本结构

无刷直流电机的主体由带有绕组的定子和永磁转子组成。电机工作时，给内部的定子绕组通电产生磁场，与永磁转子互相作用形成电磁转矩，从而使转子转动。无刷直流电机的结构如图1所示。

图1 无刷直流电机结构图

霍尔传感器在无刷直流电机中负责测定当前时刻永磁转子的磁极位置，为电机的换相提供正确信号。……