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基于51系列单片机的直流电机PWM调速系统设计.doc

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基于51系列单片机的直流电机PWM调速系统设计.doc

1课程设计设计题目基于51系列单片机的直流电机PWM调速系统设计学院机电工程学院专业机械工程及自动化班级机自07级01班姓名学号指导老师完成时间2011年1月11日2目录1直流电动机调速概述311直流电机调速原理312直流调速系统实现方式41389C51单片机42硬件电路设计521PWM波形的程序实现522直流电动机驱动523续流电路设计63软件设计731主程序设计732数码显数设计833功能程序设计834仿真图1135仿真结果分析13心得体会13参考文献1431直流电动机调速概述11直流电机调速原理直流电动机根据励磁方式不同,直流电动机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电动机机械特性曲线有所不同。但是对于直流电动机的转速有以下公式NU/CCTR内/CRCC其中U电压;R内励磁绕组本身的电阻;每极磁通WB;CC电势常数;CR转矩常量。由上式可知,直流电机的速度控制既可采用电枢控制法,也可采用磁场控制法。磁场控制法控制磁通,其控制功率虽然较小,但低速时受到磁极饱和的限制,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。所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。图11直流电机的工作原理图电枢控制是在励磁电压不变的情况下,把控制电压信号加到电机的电枢上,以控制电机的转速。在工业生产中广泛使用其中脉宽调制PWM应用更为广泛。脉宽调速利用一个固定的频率来控制电源的接通或断开,并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短,即改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小,从而控制电动机的转速,因此,PWM又被称为“开关驱动装置”。4图12电枢电压占空比和平均电压的关系图根据上图,如果电机始终接通电源时,电机转速最大为MAXV,占空比为D1T/T,则电机的平均速度为DMAXVVD,可见只要改变占空比D,就可以得到不同的电机速度,从而达到调速的目的。12直流调速系统实现方式PWM为主控电路的调速系统基于单片机类由软件来实现PWM,在PWM调速系统中占空比D是一个重要参数在电源电压DU不变的情况下,电枢端电压的平均值取决于占空比D的大小,改变D的值可以改变电枢端电压的平均值从而达到调速的目的。改变占空比D的值有三种方法A、定宽调频法保持1T不变,只改变T,这样使周期或频率也随之改变。(图12)B、调宽调频法保持T不变,只改

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