直流电机PWM调速研究及单片机控制实现.pdfVIP

自动控制 机机电工程技术电工程技术 年第年第 卷第卷第 期期 3737 1111 直流电机PWM 调速研究及单片机控制实现 王 苏 （武汉理工大学机电工程学院， 湖北武汉 430070 ） 摘要： 论述了直流电机PWM 调速原理， 详细介绍了以MCS51 单片机为核心的控制系统实现方法。 直流电机的控制部分采用全桥的 场效应管IRF 功率开关元件， 单片机实现对功率开关元件的PWM 导通控制、 设定速度并显示以及接收电机转速反馈编码器信号。 关键词： 直流电机； PWM ； 单片机 中图分类号： TM33 文献标识码： A 文章编号： 1009－9492 (2008) 11－0082－03 1 引言 在目前的传动系统中， 尽管交流电机在调速控制领域 取得了飞速的发展， 在许多领域取代了直流电机， 但直流 电机在起动、 制动和调速方面， 以及在只有直流电源的场 合的应用优势， 使直流电机仍然具有广泛的应用。 传统的 ［ ］ 1 直流电机调速方法很多， 如调压调速、 弱磁调速等 ， 它 们存在着调速响应慢、 精度差、 调速装置复杂的缺点， 目 前随着电力开关半导体器件的发展， 直流电机脉宽调制 （PWM ） 直流调速技术得到了飞速发展， 它具有的调速精 图1 PWM 调速控制输出电压波形 度高、 响应速度快、 调速范围宽和耗损低等特点， 使之成 为直流电机应用的主要调速方式。 值， 从而改变直流电动机电枢两端电压。 2 PWM 直流调速原理 t1 · t1 · · （ ： 占空比， ） U ＝ U ＝ U ＝ α U α 0 燮α 燮1 0 d d T d T T t ＋t T PWM 调速方法通常采用功率场效应管作为主开关元 1 2 件， 通过改变开关元件的导通方式及通断比来改变输出电 3 PWM 控制系统硬件组成 压的大小与极性。 当开关管的栅极输入高电平时， 开关管 系统要求电机能按照设定值运转， 并能实现正反转 导通， 直流电动机直流绕组两端有电压 。 （ ） 后， 栅 控制， 同时电机的转速能通过编码器反馈给单片机， 实 U t s d 1 极输入低电平， 开关管截止， 电动