基于STM32的电机转子性能检测系统开题报告

全文总字数：4739字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1充磁检测

充磁，使磁性物质磁化或使磁性不足的磁体增加磁性。一般是把要充磁的可带磁性物体放在有直流电通过的线圈所形成的磁场里。

充磁方向可分为厚度充磁、径向充磁等。当受到了外来的能量的影响，比如加热、冲击，其中的各磁畴的磁距方向会变得不一致，磁性就会减弱或消失，此时会消磁，要想保留原有属性需要充磁。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

此检测系统主要由三部分构成，为编程控制系统，检测系统，显示系统。针对电机生产过程中对转子性能的检测，电机转子需要专用设备进行充磁，采用霍尔器件设计一个对电机转子磁场进行检测的设备，并判断转子的充磁是否达标。

主要思路为通过STM32控制霍尔器件，当按下检测按钮时，启动霍尔原件，开始测量电机转子，将磁量转化为电量，来判断充磁是否达标。测试方法为将充磁完毕的电机转子进行运行，将检测设备置于转子的磁场，此时启动霍尔元件，元件将会将磁场量转换为电量，进而显示出值。将显示值与预计值进行比较，以此判断充磁是否达标。

2.2拟采用的技术方案及措施

图1 整体检测系统

由上图可见，将检测程序写进STM32单片机控制系统，此时启动霍尔元件，将霍尔元件置于电机转子的磁场，根据霍尔公式，即可将磁量转换为电量显示在数码管上。

编程控制系统由STM32芯片为主，将检测程序写进芯片，完成之后的功能。STM32系列专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的ARM Cortex-M0，M0 ，M3,M4和M7内核 。

检测系统主要由霍尔传感器构成，传感器将非电量转换为电量进而达到检测的目的。由霍尔效应的原理知，霍尔电势的大小取决于：

U=(I·B)/（n·q·d） （公式2.1）

I为霍尔元件的偏置电流；B为磁场强度；d为半导体材料的厚度。对于一个给定的霍尔器件，当偏置电流 I 固定时，U将完全取决于被测的磁场强度B。

图2 霍尔效应

一个霍尔元件一般有四个引出端子，其中两根是霍尔元件的偏置电流I的输入端，另两根是霍尔电压的输出端。如果两输出端构成外回路，就会产生霍尔电流。一般地说，偏置电流的设定通常由外部的基准电压源给出；若精度要求高，则基准电压源均用恒流源取代。为了达到高的灵敏度，有的霍尔元件的传感面上装有高导磁系数的镀膜合金；这类传感器的霍尔电势较大，但在0.05T左右出现饱和，仅适用在低量限、小量程下使用。

在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压。

检测系统主要由4位共阴数码管构成，将测得的磁场进行显示，并判断充磁是否达标。检测精度100mV。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周搜集资料，撰写开题报告； 第4周—第5周 论文开题； 第6周—第12周 撰写论文初稿； 第12周—第15周 修改论文； 第16周 论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张安安,李晖.霍尔传感器响应时间的物理仿真分析[j].传感器与微系统,2019,38(10):12-14.

[2]张懿,张明明,魏海峰,李垣江,刘维亭.基于霍尔传感器的永磁同步电机高精度转子位置观测[j].电工技术学报,2019,34(22):4642-4650.

[3]郑佳蕙,厉俊.基于stm32的电动小车动态无线充电系统[j].软件,2020,41(01):240-244.