電動機作為機電能量的轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域以及人們的日常生活之中。傳統(tǒng)的直流電動機均采用電刷， 以機械方法進行換向， 存在著相對的機械摩擦， 由此帶來了噪聲、火花、無線電干擾以及壽命短等致命弱點， 制造成本高及維修困難等缺點，因而大大地限制了它的應(yīng)用范圍。永磁無刷直流電動機是近年隨著電力電子器件及新型永磁材料發(fā)展而迅速成熟起來的一種新型機電一體化電機，它具有以下特點：

　　1．無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子采用高磁能積的稀土磁鋼作為轉(zhuǎn)子磁鋼， 其轉(zhuǎn)動慣量比鼠籠轉(zhuǎn)子要小， 所以對于給定的轉(zhuǎn)矩能夠響應(yīng)得更快， 控制特性更好。

　　2．無刷直流電動機的效率比感應(yīng)電動機高。因為在感應(yīng)電機運行時， 轉(zhuǎn)子上不會產(chǎn)生銅損和鐵損。

　　3．在相同容量下， 無刷直流電動機的體積相對要比感應(yīng)電機小， 重量輕。

　　4．無刷直流電機的噪音小。

　　5．無刷直流電機調(diào)速方便， 靈活， 范圍廣。

　　目前永磁無刷直流電動機控制器結(jié)構(gòu)已有多種形式，有最初復(fù)雜的模擬式到近來以單片機為核心的數(shù)字式，但新型電機控制專用芯片的出現(xiàn)，給無刷直流電機調(diào)速裝置設(shè)計帶來了極大的便利，這種集成模擬控制芯片控制功能強、保護功能完善、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、特別適用于對控制器體積、性能要求較高的場合。專用控制芯片優(yōu)點固然多，但往往價格比較昂貴。在一些控制要求精度不是很高的場合，就需要能有一種工作穩(wěn)定，價格又比較低廉的控制器。本設(shè)計就是基于此市場需求，詳細介紹了一種利用普通的STC89C5X單片機作為主控芯片的無刷直流電動機控制器的設(shè)計。該控制器成本低廉，功能齊全，通過實驗測試工作性能穩(wěn)定，特別適用于對控制器精度要求不是很高的場合。

　　傳統(tǒng)的直流電機以其優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性和調(diào)速性能在運動領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，但機械電刷卻是它的致命弱點。無刷直流電動機就是為了既要保持有刷直流電動機的特性、又要革除電刷和換向器的目的研究開發(fā)的。控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機應(yīng)該具有下列優(yōu)點：快速性、可控性、可靠性、體積小、重量輕、節(jié)能、效率高、適應(yīng)環(huán)境和經(jīng)濟性。下面將就這些方面具體分析無刷直流電動機的優(yōu)點所在。

　　為了實現(xiàn)快速的起、停、加速、減速，要求電動機具有小的轉(zhuǎn)動慣量和大的起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子主要是由永磁材料構(gòu)成的磁極體組成，電樞繞組在定子上，因而轉(zhuǎn)子外徑可以相對較小，轉(zhuǎn)子慣量也就較小;轉(zhuǎn)矩方面，只有直流電動機才能達到大的起動轉(zhuǎn)矩和大的最大轉(zhuǎn)矩，而無刷直流電動機具有直流電動機的特性，起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩都較大。這使得它具有快速性的特點。

　　在可控性方面，直流電動機的輸出轉(zhuǎn)矩和繞組流過的電流成線性關(guān)系，直流電動機的起動轉(zhuǎn)矩又大，因此可控性最好、最方便。無刷直流電動機具有一般有刷直流電動機的調(diào)速特性，只要簡單地改變電動機的輸入電壓的大小就可以在廣闊的范圍內(nèi)進行無級調(diào)速。

　　在可靠性方面，消除了電刷，也就消除故障的主要根源，無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子上沒有繞組，因而在轉(zhuǎn)子上沒有電的損耗，又由于主磁場使恒定的，因此鐵損也是極小的，總的來說，除了軸承旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦損耗外，轉(zhuǎn)子方的損耗很小，進一步增加了無刷直流電動機工作的可靠性。

　　由此可知 ，和其它類型的電動機相比，無刷直流電動機不僅較為可靠而且損耗較小，它的電樞在定子上，直接和機殼相連，散熱條件好，熱傳導(dǎo)系數(shù)大。由于這樣的關(guān)系，在相同的條件下，在相同的出力要求下，無刷直流電動機可以設(shè)計得體積更小，重量更輕。不論是電機設(shè)計還是系統(tǒng)設(shè)計，提高效率、節(jié)約能量都具有重要意義，有著長遠的社會、經(jīng)濟效益。據(jù)報道，美國55%以上的電力是消耗在電動機的運行上，美國GE公司曾預(yù)測，僅在制冷器具的應(yīng)用中，若用無刷電機取代傳統(tǒng)的異步電動機，其效率可提高20%，全美國一年可節(jié)約用電2.2MkWh。而異步電動機運行在輕載時功率因素低，增加線路和電網(wǎng)的損耗，根據(jù)有關(guān)報導(dǎo)，我國消耗在電動機上的電力占整個電力的65%以上。因此，提高電動機的效率，選擇損耗最小、效率最高的電機是很重要的。從以上的分析可以看出，相對于其他類型的電機，無刷直流電動機的損耗

　　最小、節(jié)能效率最高。一份資料作過對比分析，對于7.5kW的異步電動機系統(tǒng)效率可達86.4%，但是同樣容量的無刷直流電動機效率可達92.4%。

　　在環(huán)境適應(yīng)性方面，對于高性能系統(tǒng)，只能采用直流電動機，但在同時要求長壽命，免維修以及防爆、防燃的環(huán)境條件下，有刷直流電動機就無法適應(yīng)，無刷直流電動機才是最好的選擇。

　　在經(jīng)濟性方面，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子元器件的價格不斷的下降，無刷直流電動機驅(qū)動、控制器的價格己經(jīng)和異步機的變頻器相差不多了，只是由于稀土永磁材料的價格較貴，無刷直流電動機的成本也較高。但是在考慮綜合指標（系統(tǒng)性能、重量、能量消耗）之后，無刷直流電動機的應(yīng)用仍呈上升趨勢。

　　本論文主要介紹了一款數(shù)字式霍爾位置傳感無刷直流電動機控制器的設(shè)計。首先簡要介紹了無刷直流電動機的一些特點，發(fā)展概況及應(yīng)用前景，緊接著簡單分析了無刷直流電動機的組成和工作原理。最后著重介紹了以STC89C52單片機為核心的無刷直流電動機智能控制器硬件電路和控制軟件的設(shè)計。文中對硬件各個模塊電路都做了詳細的分析說明；對軟件的控制原理，都用流程圖做了詳細的闡述。