论文单片机实现直流调速控制.docVIP

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，使直流电机任然具有广泛的应用。传统的直流电机调速方法很多，如调压调速、软磁调速等，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。 2.PWM直流调速原理 PWM调速方法通常采用功率场效应管作为主开关元件，通过改变开关元件的导通方式及通断比来改变输出电压的大小与极性。当开关管栅极输入高电平时，开关管导通，直流电动机直流绕组两端有电压后，栅极输入低电平，开关管截止，电动机电枢两端电压为零。后栅极输出重新变为高电平。开关管重复面前的工作，这样，对应着输入电平的高低，直流电动机电枢绕组两端的电压波形如图1所示。 在PWM调速系统中，在电源压力Ud不变的情况下，电枢端电压的平均值Uo取决于占空比的大小，即改变占空比的值可以该店电枢端电压的平均值，从而达到调速的目的。一般可以采用定款调频、调宽调频、定频调宽三种方法改变占空比的值，但是钱两种方法在调速时改变了控制脉宽的周期，当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时将会引起振荡，因此常采用定频调宽法改变占空比的值，从而改变直流电动机电枢两端电压。 3.PWM控制系统硬件组成 系统要求电机能按照设定值运转，并能实现正反转控制，同时电机的转速能通过编码器反馈给单片机，实现速度的闭环控制。根据直流电机的PWM控制要求，控制系统的硬件部分主要直流电机功率驱动、电机轴位置检测反馈、LED数码管显示以及操作按键等几个部分。 3.1直流电机功率驱动电路 直流电机功率驱动采用IRF520 N—Channel功率场效应管具体电路如图2所示。 图2中，场效应管的驱动采用了光电隔离将直流电机的工作电源与单片机系统的工作电源隔离开来，提高了系统的可靠性；采用4个功率场效应管组成的全桥点了，方便了直流电机的正反转控制，在电机换向控制时要注意一组管子管断后另一组才能导通，避免同侧管子同时导通造成短路而烧毁场效应管；桥路中的二极管为续流二极管，为场效应管提供保护，改善了电机的电流特性。 /view/ff444f41b307e87101f6966f.html?from=relatedhasrec=1 /view/2fe70e1cc5da50e2524d7fb6.html