电动机的电枢电压受单片机输出脉冲控制,实现了利用脉冲宽度调制技术(PWM)进行直流电机的变速。 因为在H桥电路中,只有PWM1与PWM2电平互为相反时电机才能驱动,也就是PWM1与PWM2同为高电平或同为低电平时,都不能工作,所以上图中的实际脉冲宽度为B, 我们把PWM波的周期定为1ms,占空比分100级可调(每级级差为10%),这样定时器T0每0.01ms产生一次定时中断,每100次后进入下一个PWM波的周期。上图中,占空比是60%,即输出脉冲的为0.6ms,断开脉冲为0.4ms,这样电枢电压为5*60%=3V。 我们讨论的是可以正转反转的,如果只按一个方向转,我们就只要把PWM1置为高电平或低电平,只改变另一个PWM2电平的脉冲变化即可,,如下图(Q4导通,Q3闭合,电机只能顺时针调整转动速度)
PWM控制直流电机(重要资料)
PWM调速原理 PWM的原理: PWM(Pulse Width Modulation)控制——脉冲宽度调制技术,通过对一系列脉冲的宽度进行调制,来等效地获得所需要波形(含形状和幅值)。 PWM控制技术在逆变电路中应用最广,应用的逆变电路绝大部分是PWM型,PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用,才确定了它在电力电子技术中的重要地位。 1.PWM控制的基本原理 (1)理论基础: 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。冲量指窄脉冲的面积。效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近,仅在高频段略有差异。 (2)面积等效原理: 分别将如图1所示 电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图a所示。其输出电流I(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图b所示。从波形可以看出,在I(t)的上升段,I(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同。脉冲越窄,各I(t)响应波形的差异也越小。如果周期性地施加上述脉冲,则响应I(t)也是周期性的。用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同。
图2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化。 SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。 图3 用PWM波代替正弦半波 要改变等效输出正弦波幅值,按同一比例改变各脉冲宽度即可。 PWM电流波:电流型逆变电路进行PWM控制,得到的就是PWM电流波。 PWM波形可等效的各种波形: 直流斩波电路:等效直流波形 SPWM波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形等,其基本原理和SPWM控制相同,也基于等效面积原理。 2. PWM相关概念 占空比:就是输出的PWM中,高电平保持的时间与该PWM的时钟周期的时间之比 如,一个PWM的频率是1000Hz,那么它的时钟周期就是1ms,就是1000us,如果高电平出现的时间是200us,那么低电平的时间肯定是800us,那么占空比就是200:1000,也就是说PWM的占空比就是1:5。
PWM控制舵机 C程序
#include "reg52.h" sbit control_signal=P0^0; sbit turn_left=P3^0; sbit turn_right=P3^1; unsigned char PWM_ON=15 ;//定义高电平时间 /******************************************************************/ /* 延时函数 */ /******************************************************************/ void delay(unsigned int cnt) { while(--cnt); } void display() { if(PWM_ON>=5&&PWM_ON<=7) P1=0xFD; //1灯亮,舵机接近或到达右转极限位置if(PWM_ON>7&&PWM_ON<=10) P1=0xFB; //2灯亮 if(PWM_ON>10&&PWM_ON<=13) P1=0xF7; //3灯亮 if(PWM_ON>13&&PWM_ON<=16) P1=0xEF; //4灯亮,舵机到达中间位置 if(PWM_ON>16&&PWM_ON<=19) P1=0xDF; //5灯亮 if(PWM_ON>19&&PWM_ON<=22) P1=0xBF; //6灯亮 if(PWM_ON>22&&PWM_ON<=25) P1=0x7F; //7灯亮,舵机接近或到达左转极限位置} /******************************************************************/ /* 主函数 */ /******************************************************************/ void main() { //bit Flag; TMOD |=0x01; //定时器设置 0.1ms in 11.0592M crystal TH0=(65536-78)/256; TL0=(65536-78)%256; //定时0.1mS ET0=1;//定时器中断打开 EA=1;//总中断 //IE= 0x82; //打开中断 TR0=1; // PWM_ON=15 //的取值范围是6-25 while(1) { if(turn_left==0) { delay(1000); if(turn_left==0) { while(!turn_left){}
直流电机PWM调速与控制设计报告
综合设计报告 单位:自动化学院 学生姓名: 专业:测控技术与仪器 班级:0820801 学号: 指导老师: 成绩: 设计时间:2011 年12 月 重庆邮电大学自动化学院制
一、题目 直流电机调速与控制系统设计。 二、技术要求 设计直流电机调速与控制系统,要求如下: 1、学习直流电机调速与控制的基本原理; 2、了解直流电机速度脉冲检测原理; 3、利用51单片机和合适的电机驱动芯片设计控制器及速度检测电路; 4、使用C语言编写控制程序,通过实时串口能够完成和上位机的通信; 5、选择合适控制平台,绘制系统的组建结构图,给出完整的设计流程图。 6、要求电机能实现正反转控制; 7、系统具有实时显示电机速度功能; 8、电机的设定速度由电位器输入; 9、电机的速度调节误差应在允许的误差范围内。 三、给定条件 1、《直流电机驱动原理》,《单片机原理及接口技术》等参考资料; 2、电阻、电容等各种分离元件、IC、直流电机、电源等; 3、STC12C5A60S2单片机、LM298以及PC机; 四、设计 1. 确定总体方案; 2. 画出系统结构图; 3. 选择以电机控制芯片和单片机及速度检测电路,设计硬件电路; 4. 设计串口及通信程序,完成和上位机的通信; 5. 画出程序流程图并编写调试代码,完成报告;
直流电机调速与控制 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。 本电机控制系统基于51内核的单片机设计,采用LM298直流电机驱动器,利用PWM 脉宽调制控制电机,并通过光耦管测速,经单片机I/O口定时采样,最后通过闭环反馈控制系统实现电机转速的精确控制,其中电机的设定速度由电位器经A/D通过输入,系统的状显示与控制由上位机实现。经过设计和调试,本控制系统能实现电机转速较小误差的控制,系统具有上位机显示转速和控制电机开启、停止和正反转等功能。具有一定的实际应用意义。关键字:直流电机、反馈控制、51内核、PWM脉宽调制、LM298 一、系统原理及功能概述 1、系统设计原理 本电机控制系统采用基于51内核的单片机设计,主要用于电机的测速与转速控制,硬件方面设计有可调电源模块,串口电路模块、电机测速模块、速度脉冲信号调理电路模块、直流电机驱动模块等电路;软件方面采用基于C语言的编程语言,能实现系统与上位机的通信,并实时显示电机的转速和控制电机的运行状态,如开启、停止、正反转等。 单片机选用了51升级系列的STC12c5a60s2作为主控制器,该芯片完全兼容之前较低版本的所有51指令,同时它还自带2路PWM控制器、2个定时器、2个串行口支持独立的波特率发生器、3路可编程时钟输出、8路10位AD转换器、一个SPI接口等,
PWM控制电机调速系统
摘要:提出一个基于PWM控制的直流电机控制系统,从硬件电路和软件设计两方面进行系统设计,介绍了调速系统的整体设计思路、硬件电路和控制算法。下位机采用MPC82G516实现硬件PWM的输出,从而控制电机的电枢电压,并显示电机调速结果。上位机采用LABVIEW软件,实现实时跟踪与显示。最后对控制系统进行实验,并对数据进行分析,结果表明该系统调速时间短,稳定性能好,具有较好的控制效果。 随着计算机控制技术的发展,微处理器已经广泛使用于直流传动系统,实现了全数字化控制。电机采用微处理器控制的电压、电流、转矩、转速、转角等,实现全数字直流调速,控制精度、可靠性、稳定性、电机的性能得到提高。目前,PWM 调速成为电机调速的新方式,并凭借开关频率高、低速运行稳定、动态 [1-6][5-6]性能优良、效率高等优点,在电机调速中被普遍运用。但很多文献提到的 PWM 信号,多采用软件 PWM调速,即通过单片机的中断实现,缺点是占系统资源,易受系统中断影响和干扰,造成系统不稳定。本文将针对这一点,设计一种基于硬件 PWM 控制,调速时间更短的电机调速系统,并具有较好的稳定性能。 一、电机控制系统的整体设计 1.1 系统整体设计原理图 系统整体设计如图1所示,主要原理框图包括:LCD显示、按盘输入、测速模块、PWM调速模块四部分。电路原理图如图2所示: 图 1
图2 1.2 PWM信号 PWM信号的产生采用硬件PWM信号,即不采用中断实现PWM信号,而是利用单片机MPC82G516的PCA模式,PCA设置成PWM模式直接产生PWM信号。频率取决于PCA定时器的时钟源,占空比取决于模块捕获寄存器CCAPNL与扩展的第9位ECAPNL的值。由于使用9位比较,输出占空比可以真正实现0%到100%可调,占空比计算公式为: 占空比=1-{ ECAPnH,[CCAPnH]}/256 在电源电压 Ud 不变的情况下,电枢端电压的平均值取决于占空比η的大小。通过改变η的值可以改变电枢端电压的平均值,从而达到调速的目的。 1.3 测速模块 测速模块采用自带霍尔传感器并具有整形功能的直流电机调速板 J1,该模块能实现电机正反转、测速、调速功能,并自带整形芯片,调试效果较好。通过霍尔传感器把测速脉冲信号送单片机 P3.2,由单片机 P1.0送到测速模块第 5 脚,控制电机正反转。PWM 信号由 P1.2 送到测速模块第 3 脚,实现电机的调速。 1.4 I/O接口电路
基于STM32的直流电机PWM调速控制
电动摩托车控制器中的电机PWM调速 电动摩托车控制器中的电机PWM调速 摘要:随着“低碳”社会理念的深入,新型的电动摩托车发展迅速,逐渐成为人们主要的代步工具之一,由于直流无刷电机的种种优点,在电动摩托车中也得到了广泛应用,因此,本文控制部分主要介绍一种基于STM32F103芯片的新型直流无刷电机调速控制系统,这里主要通过PWM技术来进行电机的调速控制,且运行稳定,安全可靠,成本低,具有深远的意义。 1.总体设计概述 1.1 直流无刷电机及工作原理 直流无刷电机(简称BLDCM),由于利用电子换向取代了传统的机械电刷和换向器,使得其电磁性能可靠,结构简单,易于维护,既保持了直流电机的优点又避免了直流电机因电刷而引起的缺陷,因此,被广泛应用。另外,由于直流无刷电机专用控制芯片价格昂贵,本文介绍了一种基于STM32的新型直流无刷电机控制系统,既可降低直流无刷电机的应用成本,又弥补了专用处理器功能单一的缺点,具有重要的现实意义和发展前景。 工作原理:直流无刷电机是同步电机的一种,其转子为永磁体,而定子则为三个按照星形连接方式连接起来的线圈,根据同步电机的原理,如果电子线圈产生一个旋转的磁场,则永磁体的转子也会随着这个磁场转动因此,驱动直流无刷电机的根本是产生旋转的磁场,而这个旋转的磁场可以通过调整A、B、C三相的电流来实现,其需要的电流如图1所示 随着我国经济和文化事业的发展,在很多场合,都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速,诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。 1.2 总体设计方案 总体设计方案的硬件部分详细框图如图1所示。 1
简述基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计
第一章:前言 1.1前言: 直流电机的定义:将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。 近年来,随着科技的进步,直流电机得到了越来越广泛的应用,直流具有优良的调速特性,调速平滑,方便,调速范围广,过载能力强,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无极快速起动、制动和反转,需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求,从而对直流电机提出了较高的要求,改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求,这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。 采取传统的调速系统主要有以下的缺陷:模拟电路容易随时间飘移,会产生一些不必要的热损耗,以及对噪声敏感等。而用PWM技术后,避免上述的缺点,实现了数字式控制模拟信号,可以大幅度减低成本和功耗。并且PWM调速系统开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流,低速特性好;同时,开关频率高,快响应特性好,动态抗干扰能力强,可获很宽的频带;开关元件只需工作在开关状态,主电路损耗小,装置的效率高,具有节约空间、经济好等特点。 随着我国经济和文化事业的发展,在很多场合,都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速,诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。 1.2本设计任务: 任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统 设计的主要内容以及技术参数: 功能主要包括: 1)直流电机的正转; 2)直流电机的反转; 3)直流电机的加速; 4)直流电机的减速; 5)直流电机的转速在数码管上显示; 6)直流电机的启动; 7)直流电机的停止; 第二章:总体设计方案 总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示。
PWM 电机控制介绍
脉冲宽度调制 百科名片 ?? 脉冲宽度调制 脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 目录 简介 基本原理 具体过程 脉冲宽度调制优点 控制方法 1. 等脉宽PWM法 2. 随机PWM 3. SPWM法 4. 等面积法 5. 硬件调制法 6. 软件生成法 7. 自然采样法 8. 规则采样法 9. 低次谐波消去法 10. 梯形波与三角波比较法 11. 线电压控制PWM 12. 马鞍形波与三角波比较法 13. 单元脉宽调制法 14. 电流控制PWM 15. 滞环比较法 16. 三角波比较法 17. 预测电流控制法 18. 空间电压矢量控制PWM 19. 矢量控制PWM 20. 直接转矩控制PWM 21. 非线性控制PWM 22. 谐振软开关PWM 脉冲宽度调制相关应用领域 具体应用 1. 简介 2. PWM软件法控制充电电流 3. PWM在推力调制中的应用 简介 基本原理 具体过程 脉冲宽度调制优点
控制方法 1. 等脉宽PWM法 2. 随机PWM 3. SPWM法 4. 等面积法 5. 硬件调制法 6. 软件生成法 7. 自然采样法 8. 规则采样法 9. 低次谐波消去法 10. 梯形波与三角波比较法 11. 线电压控制PWM 12. 马鞍形波与三角波比较法 13. 单元脉宽调制法 14. 电流控制PWM 15. 滞环比较法 16. 三角波比较法 17. 预测电流控制法 18. 空间电压矢量控制PWM 19. 矢量控制PWM 20. 直接转矩控制PWM 21. 非线性控制PWM 22. 谐振软开关PWM 脉冲宽度调制相关应用领域 具体应用 1. 简介 2. PWM软件法控制充电电流 3. PWM在推力调制中的应用 展开 编辑本段简介 脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。 PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。编辑本段基本原理 随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,其中包括:相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等,而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法,它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。 模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。9V电池就是一种模拟
直流电动机PWM控制系统设计
毕业论文毕业设计论文 设计(论文)题目:直流电动机PWM控制系统设计 下达日期:2014 年07 月02 日 开始日期:2014 年09 月9 日 完成日期:2014 年月日 指导教师:高文华 学生专业:电气自动化 班级:自动化1207班 学生姓名:ZHAO 教研室主任:王永康 学院:电气工程
陕西工业职业技术学院毕业设计(论文)任务书 一、设计(论文)内容及要求: (一)设计(论文)内容 本设计采用PWM控制技术,利用斩波原理改变脉冲宽度,改变直流电动机两端的直流平均电压的大小,来实现对直流电动机的速度控制。 (二)要求 1.PWM控制器(或单片机)为核心。 2.运用PWM控制器(单片机)为核心,构建控制系统电路。 3.利用PWM控制器(单片机)、大功率开关器件、隔离电路、驱动芯片等硬件,设计建立直流电动机PWM控制系统,力求实用、简单、经济。 4. 保护电路 二、技术指标: 1、采用速度、电流双闭环控制以提高系统控制精度; 2、输出信号稳定,以此来驱动大功率开关器件; 3、控制信号通过PWM控制器(单片机)对功率开关进行控制,使其满足按要求进行速度调节的要求。 4、电动机额定数据为:10kW、220V、55A、1000r/min,电枢电阻Ra为0.5Ω, C e =0.122V·min/r时间常数:T l =0.02s,T m =0.16s。 5、调速范围D=10。 6、稳态指标:无静差。 7、动态指标:电流超调量不大于5%;转速超调量不大于10%。 三、主要参考资料: 1电机控制专用集成电路谭建成主编机械工业出版社 2电气传动的脉宽调制控制技术吴守箴主编机械工业出版社3电力电子技术王兆安黄俊主编机械工业出版社 4电力拖动自动控制系统陈伯时主编机械工业出版社 5自动控制原理与系统孔凡才主编机械工业出版社 6单片机原理与应用王津主编重庆大学出版社
温控及pwm的程序
ORG 00H LJMP START ORG 100H START: ;;-----初始化 MOV SP,#60H ;;初始化堆栈指针 Set18B20:;;-----DS18B20初始化 ;;DS18B20复位 ACALL Reset JB RFail,LOOP ;;复位失败则直接跳至显示部分 ;;对DS18B20发出Skip ROM命令 MOV A,#0CCH ACALL Write ;;对DS18B20发出温度转换命令 MOV A,#44H ACALL Write SetDisT:MOV DisTime,#3 ;;设置下一个循环体的循环8次 LOOP: ACALL Display ;;显示 JB RFail,Set18B20 ;;DS18B20复位失败时,在显示完一次后重新复位DJNZ DisTime,LOOP JNB DS18B20,$ ;;判断DS18B20是否已完成温度转换 ACALL GetTemp ;;从DS18B20读出温度值 ACALL DealTemp ;;温度值处理 ACALL SendDisDT ;;根据当前系统状态设置显示内容 SJMP SetDisT ;;;;;;; ;;根据当前状态给显示模块设置显示参数 SendDisDT: MOV Dian,#7FH ;;最高位为0代表显示小数点 ;;传送温度值 MOV A,TempH ;;送高位数据 MOV VAR,TempL ;;送低位数据 ACALL TransData RET ;;A中保存高位值,Var中保存低位值 TransData: ;;取个位值 MOV B,#10 DIV AB MOV DisData2,B ;;取十位值 JZ HavNot1 ;;判断商是否为0
PWM控制LED灯渐亮渐灭源程序-C51
本文转载自:https://www.doczj.com/doc/9717203884.html,转载请著名出处 /*******************************************************************/ /* */ /* ME300B单片机开发系统演示程序- PWM控制LED灯渐亮渐 灭 */ /* */ /* LED显 示*/ /* */ /* 邮 箱: gguoqing@https://www.doczj.com/doc/9717203884.html, */ /* 网站: https://www.doczj.com/doc/9717203884.html, */ /* 作者: gguoqing */ /* 时间:
2005/11/30 */ /* */ /*【版权】Copyright(C)伟纳电子https://www.doczj.com/doc/9717203884.html, All Rights Reserved */ /*【声明】此程序仅用于学习与参考,引用请注明版权和作者信息! */ /* */ /*******************************************************************/ // PWM 控制LED 灯渐亮渐灭程序 // 适用ME300B 开发系统 // 晶振为11.0592M // 利用定时器控制产生占空比可变的PWM 波 // 按K1,PWM值增加,则占空比减小,LED 灯渐暗。 // 按K2,PWM值减小,则占空比增加,LED 灯渐亮。 // 当PWM值增加到最大值或减小到最小值时,蜂鸣器将报警。 /*********************************************************/ #include < reg51.h > #include < intrins.h > sbit K1 =P1^4 ; //增加键 sbit K2 =P1^5 ; //减少键
PWM控制的调速方法
设计报告书 4.1.3、采用PWM 控制的调速方法 图1为PWM 降压斩波器的原理电路及输出电压波形。在图1a 中,假定晶体 管V 1先导通T 1,秒(忽略V 1的管压降,这期间电源电压Ud 全部加到电枢上),然后关断T 2秒(这期间电枢端电压为零)。如此反复,则电枢端电压波形如图1b 中所示。电动机电枢端电压Ua 为其平均值。
图1 PWM 降压斩波器原理电路及输出电压波形 a) 原理图 b)输出电压波形 1112a d d d T T U U U U T T T α= ==+ (3) 式(3)中 1112T T T T T α= =+ (4) α为一个周期T 中,晶体管V1导通时间的比率,称为负载率或占空比。使用下面三种方法中的任何一种,都可以改变α的值,从而达到调压的目的: (1)定宽调频法:T1保持一定,使T2在0~∞范围内变化; (2)调宽调频法:T2保持一定,使T1在0~∞范围内变化 (3)定频调宽法:T1+T2=T 保持一定,使T ,在0~T 范围内变化。 不管哪种方法,α的变化范围均为0≤α≤l ,因而电枢电压平均值Ua 的调节范围为0~Ud ,均为正值,即电动机只能在某一方向调速,称为不可逆调速。当需要电动机在正、反向两个方向调速运转,即可逆调速时,就要使用图1—2a 所示的桥式(或称H 型)降压斩波电路。 在图2a 中,晶体管V 1、V 4是同时导通同时关断的,V 2、V 3也是同时导通同时关断的,但V 1与V 2、V 3与V 4都不允许同时导通,否则电源Ud 直通短路。设V 1、V 4先同时导通T1秒后同时关断,间隔一定时间(为避免电源直通短路。该间隔时间称为死区时问)之后,再使V 2、V 3同时导通T2秒后同时关断,如此反复,则电动机电枢端电压波形如图2b 所示。 图2 桥式PWM 降压斩波器原理电路及输出电压波形 a)原理图 b)输出电压波形 电动机电枢端电压的平均值为 12112(21)(21)a d d d T T T U U U U T T T α-= =-=-+ (4) 由于0≤α≤1,Ua 值的范围是 -Ud ~+Ud ,因而电动机可以在正、反两个
空心杯电机的PWM调制及PI控制方法
空心杯电机的PWM调制及PI控制方法 摘 要:由于空心杯无刷直流电动机的独特结构,使它具有体积小、响应速度快、拖动性能好等优点,被 广泛地应用于国民经济的各个领域。本文就如何运用PWM调制和PI控制对空心杯电机进行调速进行了研究和探讨。 关键词: 空心杯无刷直流电动机;脉宽调制;比例积分控制; The PWM and PI Control Method of the Drug Cup Motor Zhao hua Abstract:Because of the special construction of the drag cup brushless DC motor, it owns s mall capacity, high response speed, good drive performance, etc. It is widely used in each f ield of national economy. This dissertation will carry on how to apply PWM and PI control in to velocity modulation. Key words: drag cup brushless DC motor; PWM; PI control; 1引言 空心杯无刷直流电机保持着有刷直流电机的优良机械及控制特性,在电磁结构上和有刷直流电机一样,但它的电枢绕组放在定子上,转子上放置永久磁钢。空心杯无刷直流电机的电枢绕组像交流电机的绕组一样,采用多相形式,经由逆变器接到直流电源上,定子采用位置传感器或无位置传感器技术实现电子换向代替有刷直流电机的电刷和换向器,各项逐次通电产生电流,和转子磁极主磁场相互作用,产生转矩,使电机旋转[1]。 和有刷直流电机相比,空心杯无刷直流电机由于消除了电机滑动接触机构,因而消除了故障的主要根源。转子上没有绕组,也就没有了电的损耗[1]。又由于主磁场是恒定的,因此铁损也是极小的。除轴承旋转产生磨损外,转子的损耗很小,因而进一步增加了工作的可靠性。 正是由于空心杯电动机这种的独特结构,才使它具有十分突出的节能、控制和拖动特性。随着稀土磁材料和功率半导体器件性能、价格比的不断提高,新的控制技术不断出现,小功率、高性能调速电机和伺服电机(均为空心杯无刷直流电机)在工业领域的应用变得越来越广泛。本文就空心杯无刷直流电机的PWM调制和PI控制的方法展开讨论。 2空心杯电机的PWM调制和PI控制方法 2.1PWM调制方式 对于两相导通三相六状态的空心杯无刷直流电动机,在一个周期内,每个功率开关器件导通120度电角度,每隔60度有两个开关器件切换。因此,PWM调制方式可以有以下五种:(1)on_pwm型、(2)pwm_on型、(3)H_pwm-L_on型、(4) H_on-L_pwm型和(5)H_pwm-L_pwm型[1]。 前四种方式又称为半桥臂调制方式,即在任意一个60度区间,只有上桥臂或下桥臂开关进行斩波调制。其中,方式(1)和(2)为双管调制方式,即在调制过