小型直流电机调速器

随着时代的发展，数字电子技术已经普及到我们生活、工作、科研各个领域。

并且在各类机电系统中，由于直流电机具有良好的启动、制动和调速性能，直流电机调速系统已广泛应用于工业、航天领域的各个方面，最常用的直流技术是脉宽调制（PWM）直流调速技术，具有调速精度高，响应速度快，调速范围宽和损耗低的特点。

本设计主要介绍了使用微控制器AT89S51的直流电机调速系统。

论文主要介绍了直流电机调速系统的意义、基于单片机控制的PWM直流电机调速方法和PWM基本工作原理以及实现方法，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。

主电路主要采用电位器的调节，经过ADC0809转换成数字信号进而控制AT89S51单片机，将数据传输给单片机并产生脉宽调制信号，然后通过电机驱动芯片L298对小型直流电机进行控制。

本设计还附加了由霍尔开关CS3020、AT89S51单片机、74LS47七段数码管译码芯片和四位LED构成转速检测显示电路。

关键词：单片机AT89S51；直流电机；脉宽调制；转速检测第一章绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的目的与意义 (1)1.3 PWM变频调速发展前景与简介 (2)1.4 课题研究内容及目标 (2)第二章直流电机调速系统设计 (4)2.1 系统总体方案设计 (4)2.1.1 设计思路 (4)2.1.2总体方案比较与选择 (4)2.1.3 电机调速控制模块方案比较与选择 (5)2.2 基本原理分析 (5)2.2.1 直流电机的调速原理 (5)2.2.2 直流电机PWM调速原理 (6)2.2.3 霍尔效应和原理简介 (7)2.3 系统各模块方案的比较与选择 (7)2.3.1 电机驱动芯片的选择 (7)2.3.2 测速传感器的选择 (8)2.4 系统硬件组成 (9)第三章硬件系统设计 (10)3.1 AT89S51单片机特性及管脚说明 (10)3.2 ADC0809特性及管脚说明 (11)3.3 PWM波形发生原理 (12)3.4 电机驱动电路 (13)3.5 测速部分 (15)3.6 复位电路和时钟电路 (16)总结 (19)参考文献 (20)第一章绪论1.1 课题研究的背景直流电机是最常见的一种电机，它已经广泛应用于交通、机械、化工、航空等领域中。

JHX5-DM 直流调速器说明
单板型JHX5系列直流电机调速器，是根据中小型机械客户的实际要求设计开发，使用先进单片微机， 采用数字PID 的方法进行运算和控制, 并结合成熟的EMC 抗干扰措施进行优化设计, 工作性能稳定可靠， 有着很高的性价比，可广泛适用于直流电机的马达调速。

型 号 说 明：
结构及接线：
注 意 事 项：
* 不可安装在有腐蚀性气体的环境, 相对湿度90%以下, 无结露。

* 应安装在不会有水溅到的位置，无粉尘的场所. 最好安装在专用的电器箱内。

* 外壳应接地,调速器裸露的线路均可能带有高压，上电后不可触摸。

断电后，机内高压也需一定时间释放，因此检查时，要等机内LED 指示灯完全熄灭后方可进行，应放在非专业人员接触不到的位置，防止发生触电危险。

温州精汇电子科技有限公司
光电开关
JHX5 - M
H：带显示扩展功能
A: 交流电机调速器25~550W。

直流电机调速器的工作原理
直流电机调速器是通过对电机的电压或电流进行调节来实现电机转速的控制。

其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 采样调节：通过采集电机转速的反馈信号，比较其与设定值的差距，计算出控制电压或电流的误差。

2. PID控制：采用比例、积分和微分三个环节的控制算法，根据误差计算出相应的控制量，以控制电机的转速。

3. 调节元件：根据控制算法的控制量输出，通过开关或调节电阻等手段，调节电机的供电电压或电流，以达到对电机转速的调节。

4. 可编程控制：一些先进的直流电机调速器还具备可编程的功能，能够设置不同的调速曲线、加速/减速时间、电机保护和故障诊断等功能。

总的来说，直流电机调速器通过采样调节、PID控制和调节元件的配合，实现对电机供电电压或电流的调节，从而控制电机的转速。

1.直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。

同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。

直流电机的调速方案一般有下列3种方式：1、改变电枢电压；（最长用的一种方案）2、改变激磁绕组电压；3、改变电枢回路电阻。

2.2双闭环直流调速系统的工作原理2.1双闭环直流调速系统的介绍双闭环（转速环、电流环）直流调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。

它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。

我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。

采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。

但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。

这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。

在单闭环系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的。

但它只是在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。

带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波形如图2-1a所示。

当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。

在实际工作中,我们希望在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。

这样的理想起动过程波形如图2-1b所示，这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。

直流调速器的工作原理直流调速器是一种用来控制电动机转速的装置，它可以通过调整输入电压、电流或者改变电机绕组的接线方式来实现电机的调速。

直流调速器广泛应用于各个领域，包括工业控制、机械设备、交通运输等。

直流调速器的工作原理可以简单地描述为通过改变电机终端的电压和电流，来改变电机的转速。

这一过程通过控制电源电压和电流以及电机绕组的接线方式来实现。

在直流调速器中，控制电源一般为直流电源供应。

控制电源可以通过变压器或者其他装置来获得所需的电压和电流。

调速器通过控制电源的输出来改变电机的输入电压和电流，从而实现调速的目的。

直流调速器可以通过不同的方式来改变电机终端的电压和电流。

其中一种常见的方式是通过采用可变阻尼调速器，也即通过改变绕组接线方式来改变电机的速度。

可变阻尼调速器中，电机的绕组通常由串联、并联或者混合接线方式来实现不同的速度调节。

另外一种常见的方式是通过PWM（脉宽调制）技术来实现调速。

PWM技术是一种调制技术，通过改变一个周期内高电平与低电平的时间比例来改变电源输出的电压和电流。

在直流调速器中，PWM控制器可以根据所需的转速设置一个合适的占空比，从而控制输出电压和电流的大小。

此外，直流调速器还可以利用其他的控制技术，例如PID控制技术、闭环控制等来实现更精确的调速效果。

PID控制技术是一种常见的比例-积分-微分控制技术，它通过根据输入和输出之间的误差来实时调整控制器的参数，从而使得系统稳定在所需的转速范围内。

总的来说，直流调速器是通过控制电源输出的电压和电流以及改变电机绕组的接线方式来实现电机调速的装置。

不同的调速器采用不同的原理和技术，但它们的目标都是在不同的工况下实现电机的可靠调速。

通过正确选择和使用直流调速器，可以实现电机的高效运行和精确控制，从而满足各种应用需求。

DC-1500直流电机调速器使用手册誉冠电子科技有限公司在使用本产品前 请您详细阅读本使用说明书。

由于不遵守该使用及安装说明书中规定的注意事项，所引起的任何故障和损失均不在厂家的保修范围内，厂家将不承担任何相关责任。

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安全注意事项·请专业技术人员进行安装、连接、调试该设备。

·在带电情况下不能安装、移除或更换设备线路。

·请务必在本产品的电源输入端与电源（电瓶）之间加装必要的保护装置,以免造成危险事故或致命伤害；需要加装：过流保护器、保险、紧急开关。

·请做好本产品与大地、设备之间的隔离及绝缘保护。

·如确实需要带电调试本产品， 请选用绝缘良好的非金属专用螺丝刀或专用调试工具。

·本产品需要安装在通风条件良好的环境中。

·本产品不能直接应用在高湿、粉尘、腐蚀性气体、强烈震动的非正常环境下。

该标志表示一种重要提示或是警告。

概 述：DC-1500小功率直流电机调速器,它具有体积小，安装方便、调速精度高、价格低、功能齐全等优点。

广泛使用于电线、电缆、轻工、纺织、造纸、化工、印染、冶金、橡塑、拉丝、挤出机械、医疗器械、食品生产、印刷包装等各种行业，与永磁直流电机配套使用。

对小型直流电机电枢供电，使直流电机实现恒转矩无级调速。

本装置主电路采用集成电路，并带有电压负反馈，电流截止反馈电路及软启动等环节，提高调速精度，限制启动电流，控制电路采用集成电路触发双向可控硅，电路线路简单，工作稳定可靠。

可外接控制包括：位移控制器、NPN 光电开关、PNP光电开关、电脑或变频器等模拟输出DC0～10V无级控制。

一、产品特点：■采用SMT技术 体积小■闭环P I调节■电流设置和限流保护■软启动功能■标准信号输入0 - 5V 或 0-10V、4.7K 电位器■跟随性好.响应速度快■调速比宽 机械特性硬二、电气参数：□输入电压AC： 110V / 220V±10﹪□频 率： 50/60HZ□输出电压DC： 0-（110V-220V）（可以设置）□速度信号： 0-5V/0-10V/电位器□最大连续电流： 7A□调 速 比: 1:20□外形尺寸： 113 *85 * 45 mm三、产品性能：1、具有较硬的机械特性2、具有较宽的调速范围，（0—最大）。

555电路用做小直流电机调速控制浏览1455发布时间2009-02-23555时基电路用做小直流电机调速器电路很简单，能够准确地调节工作电流不超过1A的直流电机转速。

电路图如下555电路构成一个RC低频振荡器，３脚输出的脉冲频率可在5-12Hz范围内调节。

调节范围决定于R1和C1的值。

由晶体三极管T1和T2构成功率输出级控制直流电机。

可变电阻AJ1和P1可控制555的振荡频率。

有“调速”和“变速”两种模式可供选择。

“调速”模式是将P1调定于某一频率，让马达按确定的速度旋转。

“变速”模式则是用自动控制手段不断调节P1，使马达随时改变转速。

本电路可控制12V以下直流小电机，555集成电路工作电压不要高于16V。

直流电机调速控制电路时间:2006-10-23 来源: 作者: 点击：6688 字体大小:【大中小】应网友的要求，这里介绍一个直流电机调速控制电路（见图）。

这是一个占空比可调的脉冲振荡器。

电机M是用它的输出脉冲驱动的，脉冲占空比越大，电机电驱电流就越小，转速减慢；脉冲占空比越小，电机电驱电流就越大，转速加快。

因此调节电位器RP的数值可以调整电机的速度。

如电极电驱电流不大于200mA时，可用CB555直接驱动；如电流大于200mA，应增加驱动级和功放级。

图中VD3是续流二极管。

在功放管截止期间为电驱电流提供通路，既保证电驱电流的连续性，又防止电驱线圈的自感反电动势损坏功放管。

电容C2和电阻R3是补偿网络，它可使负载呈电阻性。

整个电路的脉冲频率选在3~5千赫之间。

频率太低电机会抖动，太高时因占空比范围小使电机调速范围减小。

590C直流调速器参数快速设置说明
一、仪表调节范围
1. 调速电机最高转速：nmax＝1000转/分钟。

2. 电流调节范围：调速电机最大电流为10A。

3. 电压调节范围：220V－480V。

4. 输出频率调节范围：0－60Hz。

二、快速设置方法
1. 首先将手轮控制（手轮调节方向）设置为“关”，确保电机处于静止状态。

2. 然后，按下“自动调节”或“手动调节”，使调速器进入调节模式，即“自动调节”或“手动调节”处于“开”状态。

3. 此时，可以通过“滑动开关”调节电机最大转速。

4. 然后在“电压调节”处设置电压调节范围220V－480V。

5. 根据需要，在“频率调节”处设置调节范围（0－60Hz）。

6. 最后，根据需要在“分功率调节”处设置电机最大电流，即最大电流调节范围为10A。

三、快速设置总结
1. 调速器上必须将手轮控制（手轮控制方向）设置为“关”，确保电机处于静止状态。

2. 在“自动调节”或“手动调节”处将处于“开”状态，以进入调节模式。

3. 在“滑动开关”处设置调节范围（1000转/分）。

4. 在“电压调节”处设置电压调节范围（220V－480V）。

5. 在“频率调节”处设置调节范围（0－60Hz）。