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带LED电子表的直流电动机

单片机课程设计报告

姓名：汤博文

学号：1304010524

班级：自动132

日期：2016-09-06

学习目的：1）熟练掌握已学的单片机知识。

2）锻炼自主学习能力，达到能够按照需求，了解各种元器件功能并运用。

3）掌握Proteus、Keil uvision等仿真软件

4）完成课程设计

课题选择：带LED电子表的直流电动机控制器

设计目的

a 利用8051单片机设计出具有时、分、秒显示的电子表

b 可以通过键盘设定电机的开始时间和终止时间

c 可以再设定时间启动直流电动机、并在规定时间停止

设计任务

利用8051单片机对直流电动机进行启动，终止的操作。通过矩阵开关的设置来调节LED电子表的显示，从而设定时间让直流电动机启动或是终止。

设计原理

直流电动机简介：

它的固定部分有磁铁，称为主磁极；固定部分上（定子）还有电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。在直流电动机固定部分上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S，在旋转部分（转子）上装设有电枢铁心。定子与转子

之间有一气隙。在电枢铁心上放置了两根导体连成的电枢线圈。线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为转向片。幻想片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷，当电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

直流电动机工作过程：

对直流电动机，如果去掉原动机，并给两个电刷加上直流电源，这有直流电流从一个电刷，经过线圈，从另一个电刷流出，根据电磁力定律，载流导体受到电磁力作用，其方向可由左手定则判定，两段导体受到的力形成了一个转矩，使得转子逆时针转动。如果转子转到如图位置，电刷A和换向片2接触，电刷B和换向片1

接触，直流电流从电刷A流

入，在线圈中的流动方向是

dcba，从电刷B流出。

此时载流导体ab和cd受到

电磁力的作用方向通样可由左手

定则判定，它们产生的转矩仍然

使得转子逆时针转动。这就是直

流电动机的工作原理。外加的电源是直流的，但由于电刷和换向片的作用，在线圈中流过的电流是交流的，其产生的转矩的方向确实不变的。

实用中的直流电动机转子上的绕组也不是由一个线圈构成，同样是由多个线圈连接而成，以减少电动机电磁转矩的波动，绕组形式同发电机。

电子表时间的设定

如图所示，运用了矩阵键盘动态扫描的方式来实现时间的设定，首先不断的给低四位独立的低电平，然后判断键盘中是否有按键按下将低位中其中一列线置低电平然后检测行线的状态，只要有一行的电平为低就延时一段时间以消除抖动，然后再次判断，假如依然为低电平，则表示键盘中真的有键被按下而且闭合的键位于低电平的4个按键之中任其一,若所有行线均为高电平则表示键盘中无键按下。再其次，判断闭合键所在的具体位置。在确认有键按下后,即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是:依次将列线置为低电平，即在置某一根列线为低电平时,其它列线为高电平。同时再逐行检测各行线的电平状态；若某行为低，则该行线与置为低电平的列线交叉处的按键就是闭合的按键。

硬件系统的设计：

源程序：

#include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit b_1 = P1^0;

sbit b_2 = P1^1;

sbit b_3 = P1^2;

sbit b_4 = P1^3;

sbit b_5 = P1^4;

sbit b_6 = P1^5;

sbit b_7 = P1^6;

sbit b_8 = P1^7;

sbit ask = P3^7; unsigned char dis[] =

{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0xff,0xbf,0xff};

unsigned int count=0;

unsigned int time=0;

unsigned int time_flag=0;

unsigned int time_1=0;

unsigned int time_2=0;

unsigned int flag=0;

unsigned char bit_1 = 0;

unsigned char bit_2 = 0;

unsigned char bit_3 = 0;

unsigned char bit_4 = 0;

unsigned char bit_5 = 0;

unsigned char bit_6 = 0;

unsigned char bit_7 = 0;

unsigned char bit_8 = 0;

char display = 0;

bit start = 0;

#define GPIO_KEY P2

char KeyValue = 0;

void delay (unsigned char m)

{

unsigned i=3*m;

while(--i);

}

void Delay10ms(char d)

{

unsigned char a,b,c;

for(c=d;c>0;c--)

for(b=38;b>0;b--)

for(a=65;a>0;a--);

}

void Delay1ms(char d)

{

unsigned char a,b,c;

for(c=d;c>0;c--)

for(b=38;b>0;b--)

for(a=13;a>0;a--);

}

void KeyDown()

{

char a = 0;

GPIO_KEY=0x0f;

// while(1)

// {

if(GPIO_KEY!=0x0f)

{

Delay10ms(1);

if(GPIO_KEY!=0x0f)

{

GPIO_KEY=0X0F;

switch(GPIO_KEY)

{

case(0X07): KeyValue=0;break;

case(0X0b): KeyValue=4;break

case(0X0d): KeyValue=8;break; case(0X0e):KeyValue=12;break;

}

GPIO_KEY=0XF0;

switch(GPIO_KEY)

{

case(0X70):

KeyValue=KeyValue+3;break;

case(0Xb0):

KeyValue=KeyValue+2;break;

case(0Xd0):

KeyValue=KeyValue+1;break;

case(0Xe0):

KeyValue=KeyValue;break;

}

while((a<50) && (GPIO_KEY!=0xf0) {

a++;

Delay1ms(1);

}

void main()

{

TMOD = 0X01;

EA = 1;

ET0 = 1;

TR0 = 1;

TH0 = (65536-50000)/256;

TL0 = (65536-50000)%256;

ask = 0;

while(1)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue==10)

{

display = 2;

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*3600*10;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time = time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*3600;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*600;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*60;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

display = 0;}

if(KeyValue==11)

{

display = 2;

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*3600*10;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time_1 = time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*3600;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time_1 += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*600;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time_1 += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*60;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time_1 += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

display = 0;

}

if(KeyValue==12)

{

display = 2;

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*3600*10;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time_2 = time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*3600;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time_2 += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*600;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time_2 += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

for(;;)

{

KeyValue = 99;

KeyDown();

if(KeyValue<=9)

{

time_flag=KeyValue*60;

Delay10ms(50);

}

if(KeyValue==15)

{

time_2 += time_flag;

break;

}

Delay10ms(50);

display = 0;

}

if((time>=time_1)&&(time

ask = 1; //直流电机工作

}

else

{

ask = 0;

}

Delay10ms(20);

}

void delay1s(void) interrupt 1

{

TH0 = (65536-2000)/256; TL0 = (65536-2000)%256; if(display==1)

{

bit_1 = (time_1/3600)/10;

bit_2 = (time_1/3600)%10;

bit_3 = 11;

bit_4 =((time_1%3600)/60)/10;

bit_5 = ((time_1%3600)/60)%10;

bit_6 = 11;

bit_7 = (time_1%60)/10;

bit_8 = (time_1%60)%10;

}

else if(display==2)

{

bit_1 = (time_flag/3600)/10;

bit_2 = (time_flag/3600)%10;

bit_3 = 11;

bit_4 = ((time_flag%3600)/60)/10;

bit_5 = ((time_flag%3600)/60)%10;

bit_6 = 11;

bit_7 = (time_flag%60)/10;

bit_8 = (time_flag%60)%10;

}

else

{

bit_1 = (time/3600)/10;

bit_2 = (time/3600)%10;

bit_3 = 11;

bit_4 = ((time%3600)/60)/10;

bit_5 = ((time%3600)/60)%10;

bit_6 = 11;

bit_7 = (time%60)/10;

bit_8 = (time%60)%10;

}

count++;

if(count>=500)

{

count =0 ;

time++;

}

b_1 = b_3 = b_4 =b_5 =

b_7=b_2=b_8=b_6=0;

switch(count % 8)

{

case 0: b_2 = b_3 = b_4 = b_5 = b_6 = b_7 = b_8 = 0;

b_1 = 1;

P0 = dis[bit_1];

break;

case 1:

b_1 = b_3 = b_4 = b_5 = b_6 = b_7 = b_8 = 0;

b_2 = 1;

P0 = dis[bit_2];

break;

case 2: b_1 = b_2 = b_4 = b_5 = b_6 = b_7 = b_8 = 0;

b_3 = 1;

P0 = dis[bit_3];

break;

case 3:

b_1 = b_3 = b_2 = b_5 = b_6 = b_7 = b_8 = 0;

b_4 = 1;

P0 = dis[bit_4];

break;

case 4:

b_1 = b_3 = b_2 = b_4 = b_6 = b_7 = b_8 = 0;

b_5 = 1;

P0 = dis[bit_5];

break;

case 5:

b_1 = b_3 = b_2 = b_5 = b_4 = b_7 = b_8 = 0;

b_6 = 1;

P0 = dis[bit_6];

break;

case 6:

b_1 = b_3 = b_2 = b_5 = b_6 = b_4 = b_8 = 0;

b_7 = 1;

P0 = dis[bit_7];

break;

case 7:

b_1 = b_3 = b_2 = b_5 = b_6 = b_7 = b_4 = 0;

b_8 = 1;

P0 = dis[bit_8];

break;

}

系统仿真：1）时钟仿真：

系统时间的设定：

定时器时间的设定：

电动机转动：

实习一：直流并励电动机

实验一直流并励电动机一.实验目的 1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。 2.掌握直流并励电动机的调速方法。二.预习要点 1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？答：工作特性：当U = U N ， R f + r f = C时，η, n ,T分别随P 2 变；机械特性：当U = U N ， R f + r f = C时， n 随 T 变； 2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而达到调速的目的。三.实验项目 1.工作特性和机械特性保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。 2.调速特性 (1)改变电枢电压调速保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。 (2)改变励磁电流调速保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。 (3)观察能耗制动过程四．实验设备及仪器 1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。 2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量（MEL-13）、编码器、转速表。 3．可调直流稳压电源（含直流电压、电流、毫安表） 4．直流电压、毫安、安培表（MEL-06）。

I S ：涡流测功机励磁电流调节，位于MEL-13。（2）测取电动机电枢电流I a 、转速n和转矩T 2 ，共取数据7-8组填入表1-8中表1-8U=U N=220V I f=I f N=K a=Ω 2．调速特性（1）改变电枢端电压的调速 f fN2 （2）改变励磁电流的调速 2= 一7接线 MEL-09） MEL-03中两只900Ω电阻 MEL-05）．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功机会受到冲击。 2．负载转矩表和转速表调零.如有零误差，在实验过程中要除去零误差。 3．为安全起动, 将电枢回路电阻调至最大, 励磁回路电阻调至最小。 4．转矩表反应速度缓慢，在实验过程中调节负载要慢。 5．实验过程中按照实验要求, 随时调节电阻, 使有关的物理量保持常量, 保证实验数据的正确性。七．实验数据及分析

永磁无刷直流电动机的基本工作原理

永磁无刷直流电动机的基本工作原理无刷直流电动机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 1. 电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。无刷直流电动机的原理简图如图一所示：永磁无刷直流电动机的基本工作原理主电路是一个典型的电压型交-直-交电路，逆变器提供等幅等频5-26KHZ调制波的对称交变矩形波。永磁体N-S交替交换，使位置传感器产生相位差120°的U、V、W方波，结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号：101、100、110、010、011、001，通过逻辑组件处理产生T1-T4导通、T1-T6导通、T3-T6导通、T3-T2导通、T5-T2导通、T5-T4导通，也就是说将直流母线电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上，这样转子每转过一对N-S极，T1-T6功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。每种状态下，仅有两相绕组通电，依次改变一种状态，定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60°电角度，转子跟随定子磁场转动相当于60°电角度空间位置，转子在新位置上，使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码，新的编码又改变了功率管的导通组合，使定子绕组产生的磁场轴再前进60°电角度，如此循环，无刷直流电动机将产生连续转矩，拖动负载作连续旋转。正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的，而不是由逆变器强制换向的，所以也称作自控式同步电动机。 2. 无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置，所以不论转子的起始位置处在何处，电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩，因此转子上不需另设启动绕组。由于定子磁场轴线可视作同转子轴线垂直，在铁芯不饱和的情况下，产生的平均电磁转矩与绕组电流成正比，这正是他励直流电动机的电流-转矩特性。电动机的转矩正比于绕组平均电流： Tm=KtIav （N·m）电动机两相绕组反电势的差正比于电动机的角速度： ELL=Keω （V）所以电动机绕组中的平均电流为： Iav=（Vm-ELL）/2Ra （A）其中，Vm=δ·VDC是加在电动机线间电压平均值，VDC是直流母线电压，δ是调制波的占空比，Ra为每相绕组电阻。由此可以得到直流电动机的电磁转矩： Tm=δ·（VDC·Kt/2Ra）-Kt·（Keω/2Ra） Kt、Ke是电动机的结构常数，ω为电动机的角速度（rad/s），所以，在一定的ω时，改变占空比δ，就可以线性地改变电动机的电磁转矩，得到与他励直流电动机电枢电压控制相同的控制特性和机械特性。

直流电动机调速课程设计

《电力拖动技术课程设计》报告书直流电动机调速设计专业：电气自动化学生姓名：班级： 09电气自动化大专指导老师：提交日期： 2012 年 3 月

前言在电机的发展史上，直流电动机有着光辉的历史和经历，皮克西、西门子、格拉姆、爱迪生、戈登等世界上著名的科学家都为直流电机的发展和生存作出了极其巨大的贡献，这些直流电机的鼻祖中尤其是以发明擅长的发明大王爱迪生却只对直流电机感兴趣，现而今直流电机仍然成为人类生存和发展极其重要的一部分，因而有必要说明对直流电机的研究很有必要。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工效率。

他励、串励、并励、复励直流电动机的机械特性_及其工作特性与应用领域1

他励、串励、并励、复励直流电动机的机械特性，及其工作特性与应用领域一、他励直流电动机的机械特性，及其工作特性与应用领域图中：n0为理想空载转速 n’0是实际空载转速。他励电机的机械特性曲线斜率小，机械硬度高。他励直流电动机工作特性 1. 转速特性 2. 转矩特性 T T C C '=Φ 3. 效率特性 a a e e R U n I C C = + Φ Φ e T a T a T C I C I '==Φ2Fe mec Cuf a a a c 21a f 2Δ100%1() p p p I R I U P P U I I ??++++η= ?=- ?? +? ?

应用领域他励电动机常用于转速不受负载影响又便于在大范围内调速的生产机械。如大型车床、龙门刨床。二、串励直流电动机的机械特性，串励电动机的机械特性为双曲线，转速随转矩的增加而下降速率很快，称为软特性 Rj=0为自然机械特性 Rj不等于零为人工机械特性工作特性

电动势平衡方程式电动势公式转矩平衡方程式转矩公式（其中，R fc 为串励绕组电阻）应用领域串励电机因转速可调范围广，启动扭矩大的特点被广泛的应用于电动工具，厨房用品，地板护理产品领域。 a e a a E C n C I n '==Φe 20 T T T =+2e T a T a T C I C I '==Φa e f C C K '=T T f C C K '=2e 200 602πP T T T T n =+=+?

三、并励直流电动机的机械特性 n0为理想空载转速,与端电压有关，直线斜率k<0,表明n是T的减函数，其下降速率与调节电阻Rj大小有关。 Rj=0为自然机械特性 Rj不等于零为人工机械特性 Rj=0时，特征曲线接近于水平线，表示硬特性。即硬度高。工作特性

实验一直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性

实验一直流他励电动机在各种运转状态下的机械特性一、实验目的测定他励直流电动机的自然机械特性及各种电气参数变化时的人为机械特性。通过试验掌握直流电动机在各种运行状态时的特点和能量转换的规律。二、预习要点 1、改变他励直流电动机机械特性有哪些方法？ 2、他励直流电动机在什么情况下，从电动机运行状态进入回馈制动状态？他励直流电动机回馈制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性又是什么情况？ 3、他励直流电动机反接制动时，能量传递关系，电动势平衡方程式及机械特性。三、实验项目 1、电动及回馈制动状态下的机械特性 2、电动及反接制动状态下的机械特性 3、能耗制动状态下的机械特性四、实验设备及挂件排列顺序 1、实验设备序型号名称数量号 1 DD01 电源控制屏1台 2 DD0 3 不锈钢电机导轨、测速系统及数显转速表1件 3 DJ15 直流并励电动机1台 4 DJ23 校正直流测功机1台 5 D51 波形测试及开关板1件 2、屏上挂件排列顺序D51 五、实验方法及步骤

按图1-1接线，图中M用编号为DJ15的直流并励电动机(接成他励方式)，MG用编号为DJ23的校正直流测功机，直流电压表V1的量程为500V，直流电流表A2、A4的量程为200mA，A1、A3的量程为5A。R2 、R4选用R1、R3上的900Ω电阻分压接法，R1选用R2、R4上4个90Ω串联，R3选用R5上的900Ω并联加上R6上的90Ω串联和实验台面上两个1300Ω并联。开关S1、S2选用D51上的双刀双掷开关。直流电动机运行于电动及回馈制动状态下的自然机械特性 (一)试验概述： (1)测定被试直流电动机M运行于电动状态的机械特性时，在其轴上可加负载的形式是多种多样的，然而要获得反接、回馈及能耗制动等状态时的机械特性，其最可行的方法是采用一台直流电机来做负载，利用负载机MG工作在不同的运行状态，来测出受试电动机M于不同运转状态的机械特性。 (2)本实验的自然机械特性从额定运行点开始，向空载、回馈发电方向进行，测取被试机M的n、I a然后计算它的转矩T，求得n=f(T )机械特性（由于直流电机T=C TφI，在φ保持不变时则T=I）。 (3)当被试机M运行于电动状态时(即第一象限运行)，其负载机MG处于制动运行状态（可以是发电制动状态也可以是电枢反接、转速反向的制动状态）。本实验建议采用电枢反接、转速反向的制动状态运行，使MG服从于M的转向，因此负载机MG合闸时电枢串联的电阻R3应足够大，以免负载转矩太大，引起电枢电流太大，我们可以通过调节MG的电枢串联电阻R3的大小，而调节被试机M的负载的大小。 (4)当被试机M运行于回馈发电状态时(即第二象限运行)，这时它需要负载机MG为原动机来拖动。因此负载机MG应处于正向高转速下的电动运行，这可以通过减小R3的阻值；或减小I4值而得到实现。（二）原理和步骤 A）原理： (1)实验线路如图1-1，直流电动机的自然机械特性试验的条件是U=U N；I f=I fN；R1 = 0 求n=f(T)，因此实验过程中应注意保持试验条件不变。 (2)当被试机M正向电动时(即运行于第一象限)： M：电枢正接，起动后R1 = 0 。 MG：电枢反接，(在R3于阻值最大时接通电源) 使负载机MG 处于反接制动运行，改变R3的阻值可以得到负载机MG的各个不同斜率的负载特性曲线与被试机M的被测机械特性曲线相交平衡，从而调节被试机M的负载，其运行图如图1-2所示的虚线a、b、c、d、e点。 (3)当被试机M回馈制动运行时(即运行于第Ⅱ象限)： M：电枢正接，（被负载机MG正拖到转速大于理想空载转速）。 MG：电枢正接，通过改变磁场电阻R4使负载机的理想空载转速大于被试机的理想空载转速。然后改变R3的阻值可以得到负载机MG的各个不同斜率的负载特性曲线与被试机M的被测机械特性曲线相交平衡，从而调

直流电动机的工作原理

直流电动机的工作原理：在电枢线圈中通入直流电流，电枢在磁场中旋转，换向器和电枢一起旋转。电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由线圈边ab，cd流入，使线圈边只要处于N极下，其中通过电流的方向总是从电刷A流入的方向，在S极下，电流总是从电刷B流出的方向。由此保证了每个磁极线圈边中的电流始终是一个方向，使电动机连续旋转。直流发电机的工作原理：把电枢线圈感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时为直流电动势。直流电机的结构：定子（主磁极，换向极，机座，端盖，电刷装置）作用：产生磁场转子（电枢铁心，电枢绕组，换向器，轴，风扇）主要是电枢，作用：产生电磁转矩和感应电动势可逆原理：同一台电机，既能做电动机运行，又能做发电机运行的原理，称为可逆原理。直流电机的励磁方式：4种，串励，并励，他励，复励。直流电机的空载磁场：直流电机不带负载时运行的状态称为空载运行。空载运行时电枢电流为零或近似为零，所以空载磁场是指主磁极励磁磁动势单独产生的励磁磁场。电枢磁动势：由电枢电流所建立的磁动势. 电枢反应：电枢磁动势对励磁磁动势所产生的气隙磁场的影响，称为电枢反应。电枢反应影响电动机转速，发电机端电压。电枢反应的作用：1负载时气隙磁场发生了畸变。2呈去磁作用。改变电动机转向的方法：1改变电枢两端电压极性。2互换励磁绕组极性。电机圆周在几何上分成360度，这个角度成为机械角度或空间角度。导体切割磁场，经过N，S一对磁极，因而一对磁极占有的空间是360度直流电机的3种调速方法:1改变电枢电压调速，2电枢回路串电阻调速，3改变励磁调速。并励直流发电机的自励条件：1电机磁路中有剩磁 2励磁绕组并联到电枢两端 3励磁回路的总电阻小于临界点组换向:元件内电流方向改变的过程。变压器的分类：电力变压器，特种变压器. 变压器的主要部件：铁心，绕组，油箱。铁心和绕组装配组成器身。变压器的特性指标：变压器二次侧的电压变化，变压器的效率三相异步电动机的工作原理：就是通过一种旋转磁场与由这种旋转磁场借助于感应作用在转子绕组内所感生的电流互相作用，以产生电磁转矩来实现拖动作用。旋转磁场：一种极性不和大小不变，以一定转速旋转的磁场。三相异步电动机的结构：定子（定子铁心，定子绕组，机座，端盖，风扇）转子（转子铁心，转子绕组，转轴，气隙）机械角度：电机圆周在几何上分成360度，机械角度总是360度。电角度=P×机械角度=p×360 p:极对数

直流电动机控制系统

煤炭工程学院课程设计题目：直流电动机转速控制系统专业班级：学生姓名：学号：指导教师：日期：

摘要当今社会，电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。电机在各行各业发挥着重要的作用,而电机转速是电机重要的性能指标之一,因而测量电机的转速和电机的调速,使它满足人们的各种需要,更显得重要，而且随着科技的发展,PWM调速成为电机调速的新方式。随着数字技术的迅速发展，微控制器在社会的各个领域得到了广泛的应用，由于数字系统有着模拟系统所没有的优势，如抗干扰性强、便于和PC机相联、系统易于升级维护。本设计是以单片机AT89S52和L298控制的直流电机脉宽调制调速系统。利用AT89S52芯片进行低成本直流电动机控制系统的设计，能够简化系统构成、降低系统成本、增强系统性能、满足更多应用场合的需要。系统实现对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制，以及PWM的占空比在LCD上的实时显示。关键词：直流电机；AT89S52；PWM调速；L298

直流电动机调速系统设计综述

概述 (2) 1 设计任务与分析 (3) 1.1 任务要求 (3) 1.2 任务分析 (3) 2方案选择及论证 (4) 2.1 三相可控整流电路的选择 (4) 2.2 触发电路的选择 (4) 2.3 电力电子器件的缓冲电路 (5) 2.4 电力电子器件的保护电路 (5) 3主电路设计 (7) 3.1 整流变压器计算 (7) 3.1.1 U2的计算 (7) 3.1.2一次侧和二次侧相电流I1和I2的计算 (8) 3.1.3变压器的容量计算 (8) 3.2 晶闸管元件的参数计算 (9) 3.2.1晶闸管的额定电压 (9) 3.2.2晶闸管的额定电流 (9) 3.3 电力电子电路保护环节 (10) 3.3.1交流侧过电压保护 (10) 3.3.2直流侧过电压保护 (11) 3.3.3晶闸管两端的过电压保护 (11) 3.3.4过电流保护 (11) 4触发电路设计 (11) 4.1 触发电路主电路设计 (11) 4.2 触发电路的直流电源 (13) 5电气原理图 (14) 小结与体会 (15) 参考文献 (16) 附录 (16)

直流电动机具有良好的起动和制动性能，广泛应用于机械、纺织、冶金、化工、轻工等工业系统。随着电力电子技术的发展，晶闸管在直流电动机的调速系统中得到广泛应用。晶闸管直流电动机调速系统，可实现电动机的无级调速，具有调节范围宽，控制精度高，使用寿命长、成本低等优点。正确掌握晶闸管直流电动机调速系统的设计方法，对系统的可靠运行及应用有重大意义。本设计以晶闸管直流电动机调速装置为主，介绍了系统的各个部件的组成及主要器件的参数计算。调速装置以可控整流电路作为直流电源，把交流电变换成大小可调的单一方向直流电。通过改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚来改变直流电压的平均值。关键词：可控整流晶闸管触发电路保护电路

他励直流电动机工作特性的测定

实验一他励直流电动机工作特性的测定一、实验目的 1、进一步熟悉他励直流电动机的起动和调速方法。 2、测定他励直流电动机的工作特性和机械特性。二、预习要点 1、做固有特性实验时，为什么首先要找电动机的额定运行点？如何找I fN ？ 2、调节同轴的直流发电机的电枢电流与励磁电流，为什么能起到调节电动机电磁转矩的作用？三、实验仪器设备校正过的直流电动机DJ23 一台直流电动机DJ15 一台电机导轨及转速表0～1800 r/min 一套直流毫安表200mA 二块直流安培表5A 二块三相电阻器D41、D42 二台白炽灯组二组注：DJ23的名牌参数： P N =355W、U N =220V、I N =2.2A、n N =1500r/min、U FN =220V、I FN <0.16A DJ15的名牌参数： W 185 P N =、V 220 U N =、A 06 .1 I N =、V 220 U FN =、 FN I