景德镇陶瓷学院电力电子与电机拖动课程设计（论文）
电力电子与电机拖动
综合课程设计
题 目： PWM控制直流电机的系统
专 业： 05自动化
学 号： 200510320219
姓 名： 张建华
完成日期：
指导教师： 李晓高
景德镇陶瓷学院电力电子与电机拖动课程设计（论文）
电力电子与电机拖动综合课程设计任务书
班级：自动化05 姓名：张建华 指导老师： 2008年6月10日
设计题目：PWM控制直流电机的系统
设计任务与要求 设计一直流PWM（脉宽调制）调速的电机控制系统。该电机拖动的负载为短时工作方式，负载转矩为T=1.5N·M,最大转矩为1500r/min。负载短时工作时间为tr=20s,要求采用普通直流电动机拖动。设计要求进行起动转矩校核。
设计步骤
设计说明书一份
电路图一份
参考文献
教研室主任签字：
年 月 日
景德镇陶瓷学院电力电子与电机拖动课程设计（论文）
目 录
景德镇陶瓷学院电力电子与电机拖动课程设计（论文）
1 引言
直流电机由于具有速度控制容易，启、制动性能良好，且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、机械制造、轻工等工业部门中得到广泛应用。直流电动机转速的控制方法可分为两类，即励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通，其控制功率虽然小，但低速时受到磁饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制;而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法。调节电阻R即可改变端电压，达到调速目的。但这种传统的调压调速方法效率低。随着电力电子技术的进步，发展了许多新的电枢电压控制方法，其中PWM(脉宽调制)是常用的一种调速方法。其基本原理是用改变电机电枢(定子)电压的接通和断开的时间比(占空比)来控制马达的速度，在脉宽调速系统中，当电机通电时，其速度增加；电机断电时，其速度减低。只要按照一定的规律改变通、断电的时间，即可使电机的速度达到并保持一稳定值。最近几年来，随着微电子技术和计算机技术的发展及单片机的广泛应用，使调速装置向集成化、小型化和智能化方向发展。
毕业设计论文 PWM控制直流电机调速
1 绪论
脉宽调制(PWM)控制技术，是利用半导体开关器件的导通和关断，把直流电压变成电压脉冲序列，并控制电压脉冲的宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术。PWM控制技术广泛地应用于开关稳压电源，不间断电源(UPS)，以及交直流电动机传动等领。本文阐述了PWM变频调速系统的基本原理和特点，并在此基础上给出了一种基于Mitel SA866DE三相PWM波形发生器和绝缘栅双极功率晶体管(IGBT)的变频调速设计方案。 直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广;过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。
直流电动机的转速调节主要有三种方法：调节电枢供电的电压、减弱励磁磁通和改变电枢回路电阻。针对三种调速方法，都有各自的特点，也存在一定的缺陷。例如改变电枢回路电阻调速只能实现有级调速，减弱磁通虽然能够平滑调速，但这种方法的调速范围不大，一般都是配合变压调速使用。所以，在直流调速系统中，都是以变压调速为主。其中，在变压调速系统中，大体上又可分为可控整流式调速系统和直流PWM调速系统两种。直流PWM调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点:由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流,低速特性好，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000左右;同样,由于开关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高;直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
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1直流电机……………………………………………………………..6.
1.1直流电机的结构…………………………………………………………………7
1.2直流电机的原理…………………………………………………………………7
1.3直流电机的主要技术参数………………………………………………………8
1.4直流电机调速技术指标…………………………………………………………9
2 .单片机的相关知识………………………………………………9
2.1单片机的简介………………………………………………………………….9
2.2单片机的发展史……………………………………………………………….9
2.3单片机的特点…………………………………………………………………10
2.4 AT89C51单片机的介绍………………………………………………………11
3. 硬件电路的设计………………………………………………….13
3.1 控制电路的设计………………………………………………………….13.
3.2 隔离电路的设计…………………………………………………………..14
3.3驱动电路的设计……………………………………………………………14
3.4续流电路的设计…………………………………………………………….17
3.5 整个电路原理图…………………………………………………………….18
4. 软件设计
4.1 主程序设计………………………………………………………………..18
4.2 数码显数设计…………………………………………………………….20.
4.3功能程序设计……………………………………………………………..20
5.结束语………………………………………………………………………….24
参考文献…………………………………………………………………………..24
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摘 要
本课题是对直流电机PWM调速器设计的研究，主要实现对电动机的控制。因此在设计中，对直流调速的原理，直流调速控制方式以及调速特性，PWM基本原理及实现方式进行了全面的阐述。
电动摩托车控制器中的电机PWM调速
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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。
电动摩托车控制器中的电机PWM调速
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图1 总体方案系统框图
该方案主要运行状况如下：通过摩托车车把的转动来改变其机械位置，然后这个变量通过ADC转换后，传送其调速信号给STM32F103，另外，霍尔传感器将其对电机速度的检测信号也传送给STM32，在STM32中，首先根据ADC的值改变PWM波形，并且与霍尔传感器的检测信号进行叠加，最终输出叠加后的PWM波形给功率驱动电路，从而驱动电机并对其进行速度的控制和调节。
