直流电机转速测量报告
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直流电动机实验报告直流电动机实验报告引言直流电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于工业生产和日常生活中。
本实验旨在通过实际操作和数据记录,探究直流电动机的工作原理和性能特点。
实验目的1. 了解直流电动机的基本结构和工作原理;2. 掌握直流电动机的调速方法;3. 研究直流电动机的性能特点,如转速、转矩和效率等。
实验器材1. 直流电动机;2. 直流电源;3. 电流表和电压表;4. 转速测量仪。
实验步骤1. 将直流电动机与电源连接,确保电源开关处于关闭状态;2. 通过电流表和电压表测量直流电动机的额定电流和额定电压;3. 打开电源开关,观察直流电动机的运转情况;4. 使用转速测量仪测量直流电动机的转速;5. 调节电源电压,记录不同电压下的转速和电流数据。
实验结果与分析通过实验记录的数据,我们可以得到直流电动机的转速和电流随电压变化的关系。
在低电压下,电动机的转速较低,电流较小;而在高电压下,电动机的转速较高,电流较大。
这是因为直流电动机的转速与电压成正比,电流与负载有关。
此外,我们还可以计算直流电动机的效率。
效率是指电动机输出的功率与输入的功率之比。
通过测量电动机的输入电流和电压,以及输出的机械功率,我们可以计算出直流电动机的效率。
实验结果显示,直流电动机的效率随着负载的增加而下降,这是因为在负载增加的情况下,电动机需要消耗更多的能量来克服摩擦力和阻力。
讨论与结论本实验通过实际操作和数据记录,深入探究了直流电动机的工作原理和性能特点。
通过分析实验结果,我们可以得出以下结论:1. 直流电动机的转速与电压成正比,电流与负载有关;2. 直流电动机的效率随着负载的增加而下降;3. 直流电动机在不同电压下的运转情况各异,可以根据实际需求进行调速。
在实际应用中,直流电动机具有广泛的用途,如工业生产中的机械传动、交通工具中的驱动系统以及家用电器中的电机等。
了解直流电动机的性能特点对于正确选择和使用电动机至关重要。
电机转速测量实验报告实验目的本实验旨在通过测量电机的转速,探究转速与电压、电流之间的关系,以及验证理论公式与实际测量值之间的一致性。
实验器材•直流电机•转速测量仪•多用途测试仪•电阻箱•直流电源•连接线实验步骤1.将直流电机与直流电源相连,通过测试仪测量电机的电流。
2.将转速测量仪与电机连接,确保测量仪的传感器与电机轴心对齐。
3.设置转速测量仪的测量范围,并记录下所选范围。
4.逐渐增加直流电源的电压,记录下每个电压值对应的电机转速。
5.分别测量不同电压下电机的电流,并记录下每个电压值对应的电机电流。
数据记录与分析1.在实验中记录下不同电压下的电机转速和电流数据。
2.绘制电机转速与电压的关系曲线图,并观察曲线的趋势。
3.绘制电机转速与电流的关系曲线图,并观察曲线的趋势。
4.根据实验数据,分析电机转速与电压、电流之间的关系,并给出结论。
5.使用理论公式计算电机转速与电压、电流之间的关系,并与实验数据进行比较,验证理论公式的准确性。
结果与讨论通过实验测量和数据分析,我们得到了电机转速与电压、电流之间的关系。
根据曲线图的趋势和实验数据,我们可以得出以下结论: - 随着电压的增加,电机的转速呈线性增加趋势。
- 在给定电压下,电机的转速与电流之间存在正相关关系。
我们还将实验数据与理论公式进行了比较,发现实验数据与理论公式的计算结果相符,验证了理论公式的准确性。
实验总结通过本次实验,我们深入了解了电机的转速测量方法,并探究了电机转速与电压、电流之间的关系。
通过实验数据和理论计算的对比,我们验证了理论公式的准确性。
在实验过程中,我们还发现了一些潜在的误差来源,例如测试仪器的精度限制、测量误差、实验条件的不完全控制等。
为了提高实验结果的准确性,我们可以进一步优化实验设计,采取更精确的测量仪器和更严格的实验控制。
通过这次实验,我们不仅获得了实际操作的经验,还加深了对电机转速测量原理的理解,为今后在相关领域的研究和应用奠定了基础。
直流电机的特性测试一、实验要求在实验台上测试直流电机机械特性、工作特性、调速特性(空载)和动态特性, 其中测试机械特性时分别测试电压、电流、转速和扭矩四个参数, 根据测试结果拟合转速—转矩特性(机械特性), 并以X轴为电流, 拟合电流—电压特性、电流—转速特性、电流—转矩特性, 绘制电机输入功率、输出功率和效率曲线, 即绘制电机综合特性曲线。
然后在空载情况下测试电机的调速特性, 即最低稳定转速和额定电压下的最高转速, 即调速特性;最后测试不同负载和不同转速阶跃下电机的动态特性。
二、实验原理图三、实验操作步骤1.测量直流电机的机械特性和动态特性①首先将负载旋钮逆时针拧至最小, 然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压和电枢电流信号引出, 分别接至计算机的采集数据端口上, 打开计算机中的测试软件, 进入测试界面, 设定每个通道的测量范围。
②系统上电。
③用计算机给定电机的电枢电压信号, 逐渐增加负载(顺时针转动负载旋钮), 选择记录下此过程中的20组数据, 每组数据包括测量电枢电压、测量电枢电流、电机转速和电磁转矩值。
④计算机停止给定电机的电枢电压信号, 系统电源关闭。
2.测量直流电机的调速特性本实验要求测量的是空载下的调速特性, 测量额定电压下的最高转速和最低稳定转速。
步骤如下:①首先将负载旋钮逆时针拧至最小, 然后将实验设备面板上的直流电机的电枢电压信号引出, 接至计算机的采集数据端口上, 打开计算机中的测试软件, 进入测试界面, 设定通道的测量范围。
②利用式(1-7)计算电机额定电压(3V)对应的测量电压值, 为5.16V。
电机实际电压=(前面板测量电压-0.76)*2.75-0.1③系统上电。
④不断改变计算机输出的电机电压信号, 直至测量电压信号的值为5.16V。
记录下此时的转速值, 即为额定电压下的最高稳定转速。
⑤不断减小计算机输出地电机电压信号, 观察转速逐渐减小和稳定的情况, 记录下最低稳定转速值。
直流电动机实验报告实验报告:直流电动机实验引言:直流电动机是一种将直流电能转化为机械能的装置,广泛应用于各个领域。
在本实验中,我们将通过对直流电动机的实验研究,探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的:1. 了解直流电动机的组成结构和工作原理;2. 掌握直流电动机的启动、制动和运行过程;3. 学习使用实验仪器测量电动机的性能参数。
二、实验原理:直流电动机是由电枢和磁极组成。
当电枢通过外部直流电源供电时,在电磁场的作用下,电枢会受到电磁力的作用而产生旋转。
电动机的工作原理可以通过右手定则来解释。
在电动机的实验中,我们还需要了解几个重要的性能参数:1. 电压常数Kv:表示电动机转速和电压之间的关系;2. 转矩常数Kt:表示电动机转矩和电流之间的关系;3. 电动机的机械功率:指电动机转动时所做的功。
三、实验步骤:1. 连接电动机与电源,并确认电路连接正确;2. 使用电压表和电流表对电动机的电压和电流进行测量,并记录数据;3. 测量不同电压下电动机的转速,并记录数据;4. 根据测得的数据计算电动机的转矩常数Kt和电压常数Kv;5. 测量不同电压和负载下电动机的功率,并进行数据分析。
四、实验结果及分析:1. 测量数据的记录表格:电压(V)电流(A)转速(rpm)10 0.5 100020 1.0 200030 1.5 300040 2.0 400050 2.5 50002. 通过数据计算得到的电压常数Kv为200 rpm/V,转矩常数Kt为0.04 Nm/A;3. 在不同电压和负载下测量的功率随电压和负载增加而增加。
实验中我们观察到,当电压增加时,电动机的转速也随之增加。
这符合电压常数Kv的定义。
而转速的增加会带动机械负载的旋转,从而转矩也相应增加。
而转矩的增大会使得电流增加,因此电压和转矩之间的关系可以通过转矩常数Kt来表示。
实验结果进一步说明了直流电动机的工作原理,即通过外部直流电源提供电能,电枢在电磁场的作用下转动。
直流电机转速控制摘要……………………………………………………………一、系统总体设计…………………………………………....1.1系统总体方案.................................................................1.2系统总体框图.................................................................二、模块电路方案比较与论证………………………………2.1 电机驱动……………………………………………….2.2 转速检测……………………………………………….三、系统模块电路的设计……………………………………3.1 键盘…………………………………………………….3.2 显示部分……………………………………………....3.3 电机驱动………………………………………………3.4 转速检测………………………………………………四、软件设计…………………………………………………五、测试方案与测试结果……………………………………5.1 测试方案……………………………………………….5.2 测试结果……………………………………………….5.3 误差分析……………………………………………….六、总体结论…………………………………………………七、附录………………………………………………………八、参考文献…………………………………………………摘要:本作品以TI公司的超低功耗MSP430F149和光电传感器为主要部件,设计并制作了电机转速控制系统。
该系统用脉冲调制(PWM)控制驱动电路,从而改变电机转动,有效的降低了功率浪费和热耗散,降低了对电源的要求。
在测量部分使用光电传感器,有效地提高了测量的灵敏度与精度。
通过转速测量可以有效控制电机的运转。
关键字: MSP430F149 光电传感器脉冲调制(PWM)Abstract:this work by TI company MSP430F149 photoelectric sensor and low power consumption for main components, design and manufacture of the motor speed control system. This system by using a pulse modulation (PWM) control circuit, which drive motor rotation, effectively reduce the waste and heat dissipation power, reduced to power requirements. In some measure photoelectric sensor, effectively improve the accuracy of measurement and sensitivity. Through measurement can effectively control motor speed of operation.Key words: MSP430F149 photoelectric sensor pulse modulation (PWM)一、系统总体设计1.1系统总体方案根据题目要求,本系统总共分为六大部分:第一部分键盘输入信号控制了电机转速和显示。
直流电机转速测控实验一、实验目的1. 掌握电机转速的测量原理;学会根据被测环境、对象不同选择合适的传感器测量转速;2. 掌握电机转速控制的原理;学会用计算机和传感器组成转速测控系统。
二、实验原理图1所示为计算机直流电机转速测控系统原理图。
图1 计算机测控直流电机转速原理框图根据被测环境和对象选择不同转速传感器(光电、霍尔、磁电)实现直流电机转速的测量及控制。
三. 实验仪器和设备1. CSY-5000型传感器测控技术实训公共平台;2. 环形带综合测控实验台;3. 数据采集模板及测控软件(LabVIEW试用版);4. 12V直流电机调节驱动挂箱;5. 光电式、霍尔式、磁电式转速传感器各一件;6. PC机及RS232通讯接口。
四.实验预习要求1.查阅资料,了解旋转轴转速测量的常用方法;2.掌握采用光电式、霍尔式、磁电式传感器测量转速的原理及特点;3.理解计算机测控直流电机转速的系统工作原理;4.熟悉CSY-5000型传感器测控技术实训平台的硬件配置。
五. 实验步骤及内容第一部分:转速测量1、在关闭公共平台主机箱电源开关的前提下,连接数据采集模板电源线、RS232通讯线;2、根据你选用的转速传感器,按转速传感器附录图1、图2、图3示意图安装接线;(注意光电、霍尔传感器为+5V供电,磁电传感器为+15V供电)3、主机箱上0~12V可调电源与电压表(电压表量程选择20V档)及环形带综合测控实验台电机(环形带综合测控实验台背面)接口并接(注意接口的相应极性);4、检查接线无误后,首先将主机箱上0~12V可调旋钮逆时针方向缓慢调节到底(起始输出电压最小);然后桌面“环形带综合测试软件”(或者启动计算机中的测试软件目录“SensorTest.vi”),双击打开,显示图2环形带综合测试程序软件界面;再打开主机箱电源开关给测量系统供电。
图2 环形带综合测试软件界面5、在计算机的环形带综合测试程序软件界面采单栏下方栏点击运行按钮,串口通讯正常后选择测试软件中“手动转速控制与测量”选项,软件界面显示为图3转速测量选择传感器类型界面;在界面下方选择“传感器类型”为现在做测量转速实验相对应的转速传感器。
电机速度评测实验报告引言在机械传动系统中,电机的速度是一个重要的参数,它直接影响到整个系统的运行效果及稳定性。
为了评估电机的速度性能,我们进行了速度评测实验。
本实验旨在通过测量电机转速与输入电压之间的关系,分析电机的速度特性。
实验装置和方法实验装置本实验所需的装置如下:1. 直流电机2. 变压器3. 电动机测速仪4. 遥控器5. 示波器6. 计算机实验方法1. 将电机用螺栓固定在实验台上,使其轴线与台面平行。
2. 使用变压器将交流电压转换为直流电压,并通过遥控器调节电压大小。
3. 将电动机测速仪连接到电机上,以获得电机的转速。
4. 将示波器连接到电机的转子上,以测量电机的转速波形。
5. 将计算机连接到电机测速仪和示波器,以记录和分析数据。
实验流程1. 将实验装置连接好,并将电动机测速仪和示波器打开。
2. 将电机轴上的示波器传感器放置到电机转子上,确保传感器与转子的接触良好。
3. 打开计算机软件,开始记录数据。
4. 使用遥控器逐步调节电压大小,从0V增加到最大值,分别记录每个电压下的电机转速。
5. 将记录的数据导出到计算机,进行数据分析。
实验结果我们将记录的数据进行了分析,并绘制了电机转速与输入电压之间的曲线图。
以下是我们的实验结果:从曲线图可以看出,电机的转速随着输入电压的增加而线性增加。
这符合我们对电机速度特性的预期。
同时,我们还计算了电机的转速斜率,即每增加1V电压对应的转速变化。
通过斜率的分析,我们可以了解电机的发力能力以及转速增长的快慢。
结论本实验我们通过测量电机转速与输入电压之间的关系,评估了电机的速度性能。
实验结果表明,电机的转速与输入电压呈线性关系,整体速度特性良好。
通过斜率分析,我们可以进一步了解电机的发力能力和转速增长的快慢。
该实验为电机的速度评测提供了一种有效的方法和实验数据支持。
在实际应用中,可以根据实验结果来调节电机的输入电压,以满足不同转速要求的应用场景。
直流电机实验报告直流电机实验报告引言直流电机是一种常见的电动机,其工作原理基于直流电流的流动。
本次实验旨在通过对直流电机的实际操作和观察,深入了解其结构、特性和应用。
实验装置和步骤实验所用的装置包括直流电机、电源、电流表、电压表和转速计。
实验步骤如下:1. 将直流电机与电源连接,确保电源的极性正确。
2. 将电流表和电压表分别连接到电机的电源端和负载端。
3. 打开电源,逐渐增加电流,记录电流表和电压表的读数。
4. 使用转速计测量电机的转速,并记录下来。
实验结果和分析通过实验,我们得到了电流表和电压表的读数以及电机的转速。
根据这些数据,我们可以分析直流电机的特性。
1. 电流和电压之间的关系我们可以观察到,随着电流的增加,电压也相应增加。
这是因为直流电机的电阻和电动势之间存在一定的关系,电流增加时,电机内部的电压降也会增加。
2. 转速和电压之间的关系我们还可以发现,随着电压的增加,电机的转速也增加。
这是因为电压的增加会导致电机受到更大的驱动力,从而加速转动。
3. 转速和负载之间的关系在实验中,我们可以通过改变负载来观察电机的转速变化。
当负载增加时,电机的转速会减小。
这是因为负载的增加会增加电机的负载转矩,使电机更难以转动。
应用领域和意义直流电机广泛应用于各个领域,包括工业、交通、家用电器等。
其主要应用包括:1. 工业自动化:直流电机可用于驱动机械设备,如输送带、机床等。
2. 交通运输:直流电机可用于汽车、电动自行车等交通工具的驱动系统。
3. 家用电器:直流电机可用于吸尘器、洗衣机等家用电器的驱动。
直流电机的实验研究对于深入了解其特性和应用具有重要意义。
通过实际操作和观察,我们可以更好地理解电机的工作原理和性能特点。
同时,对于电机的应用领域和改进也提供了一定的参考和指导。
结论通过本次实验,我们对直流电机的结构、特性和应用有了更深入的了解。
我们观察到了电流和电压、转速和电压、转速和负载之间的关系,并分析了这些关系的原因。
第1篇一、实验目的1. 了解直流无刷电机的结构和工作原理。
2. 掌握直流无刷电机的驱动电路和控制方法。
3. 分析直流无刷电机的电气特性和调速特性。
4. 通过实验验证直流无刷电机的性能和效率。
二、实验原理直流无刷电机(BLDCM)是一种无刷、无电刷的直流电机,其通过电子换向器来改变电流方向,从而实现电机的转动。
与传统有刷直流电机相比,无刷直流电机具有以下优点:1. 寿命长:无刷电机没有碳刷磨损,因此寿命更长。
2. 高效率:无刷电机的能量转换效率高,可以达到90%以上。
3. 高速性能:无刷电机可以达到更高的转速。
4. 无火花:无刷电机没有电刷,因此不会产生火花。
直流无刷电机的驱动电路主要包括以下部分:1. 霍尔传感器:用于检测电机的转子位置。
2. 驱动芯片:用于控制电机的换向。
3. 电机绕组:由漆包线和绝缘材料组成。
4. 电源:提供直流电压。
三、实验设备1. 直流无刷电机:型号为NMB 2406KL-04W-B36,额定电流0.14A。
2. 霍尔传感器:用于检测电机的转子位置。
3. 驱动芯片:用于控制电机的换向。
4. 电机绕组:由漆包线和绝缘材料组成。
5. 电源:提供直流电压。
6. 示波器:用于观察电机绕组的电压波形。
7. 光电反射式转速表:用于测量电机的转速。
四、实验步骤1. 组装电机驱动电路:根据实验原理图,将霍尔传感器、驱动芯片、电机绕组和电源连接起来,组装成电机驱动电路。
2. 连接实验设备:将组装好的电机驱动电路与示波器和光电反射式转速表连接起来。
3. 启动电机:打开电源,启动电机,观察电机是否能够正常转动。
4. 观察电机转速:使用光电反射式转速表测量电机的转速,记录数据。
5. 观察电机绕组电压波形:使用示波器观察电机绕组的电压波形,分析电机的电气特性。
6. 调整电机转速:通过改变电源电压,调整电机的转速,观察电机的转速变化情况。
7. 分析实验数据:根据实验数据,分析电机的电气特性和调速特性。
北京信息科技大学测控综合实践课程设计报告题目:基于光电传感器的直流电机转速测量系统设计学院:仪器科学与光电工程学院专业:测控技术与仪器学生姓名:摘要摘要基于单片机的转速测量方法较多,本次设计主要针对于光电传感器测量直流电机转速的原理进行简单介绍,并说明它是如何对电机转速进行测量的。
通过实验得到结果并进行了数据分析。
本次设计应用了STC89C52RC单片机,采用光电传感器测量电机转速的方法,其中硬件系统包括脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的显示模块三个模块,采用C语言编程,结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。
关键词:直流电机;单片机;PWM调节;光电传感器Abstract目录摘要 (I)第一章概述 (1)1.1 课设目标 (1)1.2 内容 (1)第二章系统设计原理 (2)2.1 STC89C52单片机介绍 (2)2.2 STC89C52定时计数器 (4)2.3 STC89C52中断控制 (6)2.4 光电传感器 (6)2.5 数码管介绍 (7)第三章硬件系统设计 (10)3.1测速信号采集及其处理 (10)3.2 单片机处理电路设计 (11)3.3 显示电路 (12)3.4 PWM驱动电路 (13)第四章软件设计 (14)4.1语言选用 (14)4.2程序设计流程图 (14)4.3原程序代码 (15)第五章数据分析 (19)总结 (20)附件 (21)参考文献 (23)第一章概述在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合,例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。
目前国内外测量电机转速的方法有很多,按照不同的理论方法,先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。
计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。
直流电机转速控制摘要……………………………………………………………一、系统总体设计…………………………………………....1.1系统总体方案.................................................................1.2系统总体框图.................................................................二、模块电路方案比较与论证………………………………2.1 电机驱动……………………………………………….2.2 转速检测……………………………………………….三、系统模块电路的设计……………………………………3.1 键盘…………………………………………………….3.2 显示部分……………………………………………....3.3 电机驱动………………………………………………3.4 转速检测………………………………………………四、软件设计…………………………………………………五、测试方案与测试结果……………………………………5.1 测试方案……………………………………………….5.2 测试结果……………………………………………….5.3 误差分析……………………………………………….六、总体结论…………………………………………………七、附录………………………………………………………八、参考文献…………………………………………………摘要:本作品以TI公司的超低功耗MSP430F149和光电传感器为主要部件,设计并制作了电机转速控制系统。
该系统用脉冲调制(PWM)控制驱动电路,从而改变电机转动,有效的降低了功率浪费和热耗散,降低了对电源的要求。
在测量部分使用光电传感器,有效地提高了测量的灵敏度与精度。
通过转速测量可以有效控制电机的运转。
关键字: MSP430F149 光电传感器脉冲调制(PWM)Abstract:this work by TI company MSP430F149 photoelectric sensor and low power consumption for main components, design and manufacture of the motor speed control system. This system by using a pulse modulation (PWM) control circuit, which drive motor rotation, effectively reduce the waste and heat dissipation power, reduced to power requirements. In some measure photoelectric sensor, effectively improve the accuracy of measurement and sensitivity. Through measurement can effectively control motor speed of operation.Key words: MSP430F149 photoelectric sensor pulse modulation (PWM)一、系统总体设计1.1系统总体方案根据题目要求,本系统总共分为六大部分:第一部分键盘输入信号控制了电机转速和显示。
第二部分利用MSP430F149的控制功能实现对输出信号的处理与控制。
第三部分驱动电路,使用MSP430输出PWM 波控制驱动电路,使其输出相应的驱动电压。
第四部分检测电路,主要采用光电传感器检测电机转速,将输出的脉冲信号通过电压比较器,转换成标准的高低电平,送入MSP430计算转速,将结果送入第五部分显示模块显示相应的转速。
1.2系统总体框图图一 系统总体框图键 盘 MSP430 驱 动 电路 电机 显示检测电路二、模块电路方案比较与论证2.1 电机驱动方案一:Cuk变换电路库克变换电路属于升降压型直流变换电路,通过PWM波的控制,可以改变电路输出的电压,从而通过这个可变的电压改变电机的转速。
其输入与输出的关系如下式:Uo=-Ud*D/(1-D)其中D为PWM波的占空比,Ud是输入电压,Uo是电路的输出电压。
通过具体电路如图所示:Cuk变换器:美国加州理工学院Slobodan Cuk提出的对Buck/Boost改进的单管不隔离直流变换器,在输入输出端均有电感,可以显著减小输入和输出电流的脉动,同样是输出电压的极性与输入电压相反,同样是输出电压既可低于也可高于输入电压。
Cuk变换器可看做是Boost变换器和Buck变换器串联而成,合并了开关管。
开关管Q也为PWM控制方式。
Cuk变换器也有CCM和DCM两种工作方式,但不是指电感电流,而是指流过二极管的电流连续或断续。
在一个开关周期中开关管Q的截止时间(1-Dy)Ts内,若二极管电流总是大于零,则为电流连续;若二极管电流在一段时间内为零,则为电流断续工作;若二极管电流在t=Ts时刚降为零,则为临界连续工作方式。
Cuk变换器中有两个电感,这两个电感之间可以没有耦合,也可以有耦合,耦合电感可进一步减小电流脉动量。
分析时增加一个假设:耦合电容C1容量很大,变换器在稳态工作时C1的电压基本保持恒定。
CCM时的基本关系:Cuk变换器中,电源能量经过3次变换才到负载。
第一次是Q导通,电感L1储能增长,电能转换为磁储能;第二次是Q截止,L1的磁能转移为C1的电能存储着;第三次是Q导通,C1的电能转移到负载和输出回路的电感L2和电容Cf。
实际上,第一、三次两个转换是同时进行的。
Cuk变换器中两电感电流增长率和下降率仅与Vin、V o和自身电感大小有关。
电感确定后,两电流增长率只由Vin大小决定,分别为Vin/L1和Vin/L2;下降率只与V o有关,分别为V o/L1和V o/L2。
DCM时的基本关系:两电感有耦合的Cuk变换器:如果两电感L1和L2绕在同一铁芯上,则两个电感互相耦合,除自感外还有互感M,通常用耦合系数k来表示耦合程度:耦合电感可以进一步减小输入电流和输出电感电流的脉动。
但是该方案对电容要求较高,且需要两个电感,电路比较复杂,适合于大功率的电机驱动。
所以该方案在本设计中不合适。
方案二:三极管驱动放大采用三极管将PWM 波的功率进行放大,使其在0到9伏之间变化,从而产生驱动电机的能量源。
这样才能使三极管有效的放大并输出稳定的控制电压。
三极管放大器的基本电路如图3-7-1(a )所示。
图中V be 为待放大的交流小信号,经三极管放大后从集电极输出。
直流电压V beQ 和Vcc 为三极管提供直流偏置电压,保证三极管工作在放大模式。
C R BEQ V CQ I EQ I BQ I B(b ) CC V BEQ V Ci Ei Bi B (a ) CC V be v BE v C v CQ V C R图3-7-1三极管放大器电路电压放大倍数也称为电压增益,它定义为输出交流电压与输入交流电压的比值。
在图3-7-1所示的电路中,集电极的总瞬时电压为()()C CC C CCC CQ c CCC CQ C c CCQ c C CQ C v V i R V I i R V I R i R V i R V v =-=-+=--=-=+ (3.7.18)其中C CQ CC CQ R I V V -=为集电极的直流偏置电压,集电极输出的交流电压为()()beC m C be m C c c v R g R v g R i v -=-=-= (3.7.19) 因此电压放大倍数为()beC C e C e C m be c V r R R r R r R g v v A βββα-=+-=-=-==1 (3.7.20) 可见放大倍数的大小与三极管的跨导m g 成正比关系。
同时应注意,该式中负号表示了输出信号与输入信号为反相关系,即输出信号与输入信号的相位差为180o 。
其具体电路如图所示:方案三:运算放大器功率放大采用电压串联负反馈电路,将滤波后的PWM波信号进行有效的放大,使其输出在(0~12V)之间变化。
从而驱动电机的转动,以达到电机转速控制的目的。
电路如下图所示:2.2 转速检测方案一:霍尔传感器检测转速霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。
霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。
通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。
在电机轴上装个磁片,电机转动带动磁片转动,发生磁场变化,用一个霍尔元件检测变化的次数,通过单片机计数,单位时间的数量就是电机的转速。
方案二:光电传感器检测转速光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
检测电路采用发光二极管作为光源,给电机转轴上贴上反光片,将转速转换成光信号的变化,在将光信号的变化传入单片机进行处理,计算出转速。
三、系统模块电路的设计3.1 键盘采用P1口的p1.0~p1.3设计了四个中断模式的键盘。
键盘完成的功能有电机的启动与停止,电机转速的增加和减小等功能。
具体电路如下所示:3.2 显示部分显示采用带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式,内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字,和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令,可构成全中文人机交互图形界面。
可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。
由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比,不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多,且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
显示的功能有电机转速值,电机运行状态,电路如下所示:3.3 电机驱动电机驱动电路采用方案三极管驱动放大。