《单片机应用技术》课件-5.1.1 直流电机PWM调速原理与控制

直流电机PWM调速原理与控制单片机应用技术目

录02直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统01直流电动机的PWM调速原理01直流电动机的PWM调速原理PART01直流电动机的PWM调速原理01核心调速：通过单片机输出的电信号控制电机的转速。脉冲宽度调制（PWM）调速法工作原理通过单片机输出一系列周期性的脉冲信号，改变脉冲信号中高电平与低电平的占空比，进而调节电机两端的平均电压，最终实现转速控制。直流电动机的PWM调速原理01核心调速：通过单片机输出的电信号控制电机的转速。占空比增大高电平持续时间延长，电机获得的平均电压升高，转速随之加快；占空比减小平均电压降低，转速减缓。直流电动机的PWM调速原理01核心调速：通过单片机输出的电信号控制电机的转速。51单片机直流电机指挥官特点可以很好地适配直流电机的运行特性。响应速度快调速范围宽能耗低02直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统PART02直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统02在一个PWM周期里，作为在电枢两端的脉冲电压是正负交替的。T型H型T型由两个开关管组成，采用正负电源，相当于两个不可逆控制系统的组合。由于T型双极性驱动中的开关管要承受较高的反向电压，只用在低压小功率直流电动机驱动。直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统021.电动机控制电路模块H型电动机驱动电路的工作原理：P0.0脚输出高电平，P0.1脚输出低电平时通过光电耦合器后仍然输出为高电平，使Q4管导通Q1处于导通状态，Q2管的基极的电位被强行拉低，Q2管处于截止状态单片机的P0.1脚输出低电平，Q8处于截止状态Q7处于导通状态电动机形成回路，正常工作当P0.0脚输出低电平，而P0.1脚输出高电平直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统021.电动机控制电路模块三极管的状态与上述相反，电机同样处于正常工作状态。H型电动机驱动电路的工作原理：当P0.0脚和P0.1同时为高电平或低电平由于Q4与Q8和Q3与Q7的工作状态相同，同时处于导通或截止，使电机两断电位相同，无法使电机形成闭和回路，电机不工作。直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统021.电动机控制电路模块H型电动机驱动电路的工作原理：电路中在驱动功率管的发射极各添加了一个小电感，目的是为了使电机驱动电压更加稳定，得到较为平滑的驱动电压，增加刹车时动作的准确性，减少电机的在起动和停止的瞬间产生过大的电压对功率管的冲击。直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统021.电动机控制电路模块H型电动机驱动电路的工作原理：优点电路的原理简单、易控制、功耗低、带负载能力强、刹车的精度很高而且价格低廉。在驱动电路的控制信号输入断采用了光电隔离技术，减小H型电机驱动电路对单片机的干扰，实现模拟电路与数字电路的隔离。直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统021.电动机控制电路模块H型电动机驱动电路的工作原理：通过PWM调节脉宽的方法，实现了对驱动电机的轻松调速。直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统021.电动机控制电路模块H型电动机驱动电路的工作原理：功率管为中功率管，设计为灵活替换方式，可根据需要调整功率管的型号。直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统022.软件模块部分速度控制通过改变加在电机两端的电压来实现的，可以是连续改变也可以是断续改变。脉宽调速：脉宽的变化可以通过硬件或软件来实现。方案一硬件实现是通过改变振荡电路中RC参数来调整充放电时间。若用硬件电路来实现，在稳定性方面得不到保证。方案二用软件的作法是通过设置高电平及低电平的保持时间来达到PWM的脉宽调制目的。指标更高、调整更可靠、更方便、更准确。直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统022.软件模块部分脉冲频率脉冲频率对电机转机也有影响，脉冲频率高连续性好，但带负载能力差，频率低则反之。脉冲频率在15━20HZ效果最佳直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统022.软件模块部分脉冲调速调节加在电机两端的平均功率，通过计算可发现电机的速度与脉宽成正比。软件编程的考虑是设置脉宽这个变量。在P0.0，P0.1的输出控制信号来产生20HZ可调脉宽方波直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统