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根据单片机用软件完成直流电机PWM调速体系

发布时间:2016-01-12 来源:http://www.sxycmy.com/news/169.html

  跟着社会的开展,各种智能化的产品日益走人寻常百姓家。为了完成产品的便携性、低成品以及对电源的约束,小型直流电机使用适当广泛。


  对直流电机的速度调理,咱们可以选用多种办法,这篇文章在给出直流电机调整和PWM完成办法的基础上,宜昌原木门供给一种用单片机软件完成PWM调速的办法。


  1直流电机调速原理依据励磁办法不一样,直流电机分为自励和他励两种类型。不一样励磁办法的直流电机机械特性曲线有所不一样。关于直流电机来说,人为机械特性方程式为:Ke、K,――与电机有关的常数;Rad,Ra――电枢外加电阻、电枢内电阻;n0An抱负空载转速、转速降。


  剖析(1)式可得,当别离改动%、和尺时,可以得到不一样的转速〃,然后完成对速度的调理。因为=,当改动励磁电流(时,可以改动磁通量()的大小,然后到达变磁通调速的意图。但因为励磁线圈发热和电动机磁饱满的约束,电动机的励磁电流//和磁通量只能在低于其额定值的范围内调理,故只能弱磁调速。而关于调理电枢外加电阻时,会使机械特性变软,致使电机带负载才能削弱。


  关于他励直流电机来说,当改动电枢电压时,剖析人为机械特性方程式,得到人为特性曲线如所示。抱负空载转速%随电枢电压升降而发作相应的升降改动。不一样电枢电压的机械特性曲线彼此平行,阐明硬度不随电枢电压的改动而改动,电机带负载才能稳定。当咱们滑润调理他励直流电机电枢两头电压时,可完成电机的无级调速。


  基于以上特性,改动电枢电压,完成对直流电机速度调理的办法被广泛选用。改动电枢电压可通过多种路径完成,如晶闸管供电速度操控体系、大功率晶体管速度操控体系、直流发电机供电速度操控体系及晶体管直流脉宽调速体系等。


  2PWM基本原理及其完成办法2.1PWM基本原理PWM是通过操控固定电压的直流电源开关频率,然后改动负载两头的电压,进而到达操控请求的一种电压调整办法。PWM可以使用在许多方面,如电机调速、温度操控、压力操控等。


  在PWM驱动操控的调整体系中,按一个固定的频率来接通和断开电源,并依据需要改动一个周期内“接通”和“断开”时刻的长短。通过改动直流电机电枢上电压的“占空比”来改动均匀电压的大小,然后操控电动机的转速。因而,PWM又被称为“开关驱动设备”。


  如所示,在脉冲作用下,当电机通电时,速度添加;电机断电时,速度逐步削减。只要按一定规则,改动通、断电的时刻,即可让电机转速得到操控。


  设电机一直接通电源时,电机转速最大为=则电机的均匀速度为肪冲信号由公式(2)可见,当咱们改动占空比Dd/r时,就可以得到不一样的电机均匀速度然后到达调速的意图。严厉地讲,均匀速度K与占空比D并不是严厉的线性联系,在一般的使用中,可以将其近似地当作线性联系。


  2.2完成办法PWM信号的产生一般有两种办法:一种是软件的办法;另一种是硬件的办法。硬件办法的完成已有许多文章介绍,这里不做赘述。这篇文章主要介绍使用单片机对PWM信号的软件完成办法。


  器7;和。通过操控守时器初值\\\'和,然后可以完成从8051的恣意输出口输出不一样占空比的脉冲波形。因为PWM信号软件完成的中心是单片机内部的守时器,而不一样单片机的守时器具有不一样的特色,即使是同一台单片机因为选用的晶振不一样,挑选的守时器工作办法不一样,其守时器的守时初值与守时时刻的联系也不一样。因而,首要必须清晰守时器的守时初值与守时时刻的联系。假如单片机的时钟频率为/,守时器/计数器为yv位,则守时器初值与守时时刻的联系为:N个机器周期的时钟数。


  W跟着机型的不一样而不一样。在使用中,应依据详细的机型给出相应的值。这么,咱们可以通过设定不一样的守时初值7,然后改动占空比/>,进而到达操控电机转速的意图。


  2.3操控程序规划操控程序的规划有两种办法:软件延时法和计数法。软件延时法的基本思想是:首要求出占空比/>,再依据周期T别离给电机通电M个单位时刻t.,所以M=¢,A……然后,再断电ST个单位时刻,所以M=t2/tQ.改动M和M的值,然后也就改动了占空比。计数法的基本思想是:当单位延时个数M求出以后,将其作为给定值存放在某存储单元中。在通电进程中,对通电单位时刻的次数进行计数,并与存储器的内容进行对比。


  若不持平,则持续输出操控脉冲,直到计数值与给定值持平,使电机断电。


  3使用举例以89C51单片机为中心的油辊电机操控体系操控简图如所示。单片机按预订算法计算出守时初值,由软件转换成PWM信号,并由P3.输出,经放大器及固态继电器输出给电机,然后操控电机得电与失电。


  软件选用计数法加软件延时法进行规划。如所示,单片机上电后,体系进入预备状况。当按动发动按钮后,判断P3.0是不是高电平。然后,依据P3.0别离进人计数值与预订值对比环节,当计数值与预订值持平常,清计数寄存器,并置P3.0为相反状况,进人延时程序。依据不一样的加减速按钮,调整P3.0输出凹凸电平常的预订值,然后可以操控P3.0输出凹凸电平常的延时时刻,进而操控电压的大小。操控程序成功的使用于纺织机油辊电机的加减速操控。


  4结束语通过单片机来完成电机调整有多种路径。相关于其他用硬件或许硬软联系的办法完成对电机进行调整,选用PWM用纯软件的办法来完成调速进程,具有更大的灵活性和更低的成本,可以充分发挥单片机的效能,关于简便速度操控体系的完成供给了一种有用的路径。关于软件,选用计数法加软件延时法进行规划的思路,为选用纯软件对电机速度的滑润调理供给了一种不错的解决方案,通过在“油辊电机操控体系”中的实践使用证明,可以获得满意的作用。
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