直流风扇电机转速测量与PWM控制.docVIP

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 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。 为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89S52单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示，驱动模块，实现对电动机的转速的显示和测量；由命令输入模块，光电隔离模块及H型驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序的控制下，不断给光电隔离电路发送PWM波形，H型驱动电路完成电机的正反转控制。在设计中，采用PWM调速方式，通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，进而实现对电动机的调速。设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大的简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。 1 直流电机 1.1直流电机的结构 直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。直流电机的结构如图 1.2 直流电机的工作原理 直流电机模型如图1.2所示，磁极N,S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面固定着线圈abcd。当线圈流过电流的时候，线圈受到电磁力的作用，产生旋转。根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向时，线圈的受力方向也将改变，因此通过改变线圈电流的方向实现改变电机的方向。 1.3 直流电机的主要的技术参数 额定功率Pn：在额定电流和电压下，电机的负载能力。 额定电压Ue：长期运行的最高电压。 额定电流Ie：长期运行的最大电流。 额定转速n：单位时间里面电机转速的快慢。 励磁电流If：施加到电极线圈上的电流。 1.4直流电机的调速的技术指标 1.4.1 调速范围 调速范围是指最低可控转速到最高可控转速的范围，最低可控转速对最高可控转速的比值，叫电机的调速比。 1.4.2 调速的相对稳定性和静差度 所谓相对稳定性，是指负载转矩在给定的范围里面变化所引起的速度的变化，它决定于机械特性的斜率。 静差度（又称静差率）是指当电动机在一条机械特性上运行时，由理想空载到满载时的转速降落与理想空载转速n0的比值。用百分数表示，即 ，在一般的情况下，取额定转矩下的速度落差，有 1.4.3 调速的平滑性 调速的平滑性是在一定的调速范围内，相邻两极速度变化的程度，用平滑系数表示，即 式中和相邻两极，即i级与i-1级的速度 1.4.4 调速时的容许输出 调速时的容许输出是指电动机在得到充分利用的情况下，在调速的过程中轴能够输出的功率和转矩。 2 单片机的相关知识 2