電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域以及人們的日常生活之中。傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)均采用電刷， 以機(jī)械方法進(jìn)行換向， 存在著相對(duì)的機(jī)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(diǎn)， 制造成本高及維修困難等缺點(diǎn)，因而大大地限制了它的應(yīng)用范圍。永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)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(jī)電一體化電機(jī)，它具有以下特點(diǎn)：

　　1．無刷直流電動(dòng)機(jī)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(dòng)慣量比鼠籠轉(zhuǎn)子要小， 所以對(duì)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(dòng)機(jī)的效率比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)高。因?yàn)樵诟袘?yīng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)， 轉(zhuǎn)子上不會(huì)產(chǎn)生銅損和鐵損。

　　3．在相同容量下， 無刷直流電動(dòng)機(jī)的體積相對(duì)要比感應(yīng)電機(jī)小， 重量輕。

　　4．無刷直流電機(jī)的噪音小。

　　5．無刷直流電機(jī)調(diào)速方便， 靈活， 范圍廣。

　　目前永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)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(jī)為核心的數(shù)字式，但新型電機(jī)控制專用芯片的出現(xiàn)，給無刷直流電機(jī)調(diào)速裝置設(shè)計(jì)帶來了極大的便利，這種集成模擬控制芯片控制功能強(qiáng)、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(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、特別適用于對(duì)控制器體積、性能要求較高的場(chǎng)合。專用控制芯片優(yōu)點(diǎn)固然多，但往往價(jià)格比較昂貴。在一些控制要求精度不是很高的場(chǎng)合，就需要能有一種工作穩(wěn)定，價(jià)格又比較低廉的控制器。本設(shè)計(jì)就是基于此市場(chǎng)需求，詳細(xì)介紹了一種利用普通的STC89C5X單片機(jī)作為主控芯片的無刷直流電動(dòng)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)。該控制器成本低廉，功能齊全，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試工作性能穩(wěn)定，特別適用于對(duì)控制器精度要求不是很高的場(chǎng)合。

　　傳統(tǒng)的直流電機(jī)以其優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩特性和調(diào)速性能在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，但機(jī)械電刷卻是它的致命弱點(diǎn)。無刷直流電動(dòng)機(jī)就是為了既要保持有刷直流電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)應(yīng)該具有下列優(yōu)點(diǎn)：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(jì)性。下面將就這些方面具體分析無刷直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)所在。

　　為了實(shí)現(xiàn)快速的起、停、加速、減速，要求電動(dòng)機(jī)具有小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，無刷直流電動(dòng)機(jī)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(duì)較小，轉(zhuǎn)子慣量也就較小;轉(zhuǎn)矩方面，只有直流電動(dòng)機(jī)才能達(dá)到大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和大的最大轉(zhuǎn)矩，而無刷直流電動(dòng)機(jī)具有直流電動(dòng)機(jī)的特性，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩都較大。這使得它具有快速性的特點(diǎn)。

　　在可控性方面，直流電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和繞組流過的電流成線性關(guān)系，直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩又大，因此可控性最好、最方便。無刷直流電動(dòng)機(jī)具有一般有刷直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性，只要簡(jiǎn)單地改變電動(dòng)機(jī)的輸入電壓的大小就可以在廣闊的范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)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(dòng)機(jī)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(chǎng)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(jìn)一步增加了無刷直流電動(dòng)機(jī)工作的可靠性。

　　由此可知 ，和其它類型的電動(dòng)機(jī)相比，無刷直流電動(dòng)機(jī)不僅較為可靠而且損耗較小，它的電樞在定子上，直接和機(jī)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(dòng)機(jī)可以設(shè)計(jì)得體積更小，重量更輕。不論是電機(jī)設(shè)計(jì)還是系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高效率、節(jié)約能量都具有重要意義，有著長遠(yuǎn)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)報(bào)道，美國55%以上的電力是消耗在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行上，美國GE公司曾預(yù)測(cè)，僅在制冷器具的應(yīng)用中，若用無刷電機(jī)取代傳統(tǒng)的異步電動(dòng)機(jī)，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(dòng)機(jī)運(yùn)行在輕載時(shí)功率因素低，增加線路和電網(wǎng)的損耗，根據(jù)有關(guān)報(bào)導(dǎo)，我國消耗在電動(dòng)機(jī)上的電力占整個(gè)電力的65%以上。因此，提高電動(dòng)機(jī)的效率，選擇損耗最小、效率最高的電機(jī)是很重要的。從以上的分析可以看出，相對(duì)于其他類型的電機(jī)，無刷直流電動(dòng)機(jī)的損耗

　　最小、節(jié)能效率最高。一份資料作過對(duì)比分析，對(duì)于7.5kW的異步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)效率可達(dá)86.4%，但是同樣容量的無刷直流電動(dòng)機(jī)效率可達(dá)92.4%。

　　在環(huán)境適應(yīng)性方面，對(duì)于高性能系統(tǒng)，只能采用直流電動(dòng)機(jī)，但在同時(shí)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(dòng)機(jī)就無法適應(yīng)，無刷直流電動(dòng)機(jī)才是最好的選擇。

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

　　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(dòng)機(jī)控制器的設(shè)計(jì)。首先簡(jiǎn)要介紹了無刷直流電動(dòng)機(jī)的一些特點(diǎn)，發(fā)展概況及應(yīng)用前景，緊接著簡(jiǎn)單分析了無刷直流電動(dòng)機(jī)的組成和工作原理。最后著重介紹了以STC89C52單片機(jī)為核心的無刷直流電動(dòng)機(jī)智能控制器硬件電路和控制軟件的設(shè)計(jì)。文中對(duì)硬件各個(gè)模塊電路都做了詳細(xì)的分析說明；對(duì)軟件的控制原理，都用流程圖做了詳細(xì)的闡述。