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  直流電動機調速系統的應用

 

直流調速器是用於調節直流電動機速度的設備。 上端連接到交流電源，下端連接到直流電動機，直流調速器將交流電轉換為兩個輸出直流電源，一路輸入直流電動機釹（定子）輸入到直流電動機電樞（轉子）的直流調速器通過控制電樞直流電壓來調節直流電動機的速度。   直流電動機調速系統的應用。 同時，直流電動機將反饋電流提供給調速器。 調速器根據反饋電流確定直流電動機的速度。 如有必要，校正電樞電壓輸出以再次調整電動機速度。

直流電動機的調速方案一般有以下三種方法：

1。 改變電樞電壓；
2。 改變勵磁繞組電壓；
3。 更改電樞迴路電阻。

  直流電動機調速系統的應用。 用單片機控制直流電動機的移動，一般採用調節電樞電壓的方法，由單片機控制PWM1和PWM2產生可變脈衝，使電動機上的電壓也是一個可變寬度的脈衝電壓。 根據公式

U = aVCC

  直流電動機調速系統的應用。 其中：U是電樞電壓； a是脈衝的佔空比（0 <a <1）； VCC直流電壓源，此處為5V。

電動機的電樞電壓由單片機的輸出脈衝控制，直流電動機的移位由脈寬調製技術（PWM）實現。

因為在H橋電路中，只有當PWM1和PWM2的電平彼此相反時（即PWM1和PWM2都為高電平或低電平）時，才可以驅動電機，因此上面的實際脈衝寬度數字。 對於B，

  直流電動機調速系統的應用。 我們將PWM波的周期設置為1ms，佔空比可以按100步長進行調整（每個級別之間的差為10％），以便定時器T0每0.01ms產生一個定時器中斷，並進入下一個週期每100次發送PWM波形。 在上圖中，佔空比為60％，即輸出脈衝為0.6ms，關斷脈衝為0.4ms，因此電樞電壓為5 * 60％= 3V。

我們正在談論正向和反向旋轉。   直流電動機調速系統的應用。 如果僅朝一個方向轉動，則只需將PWM1設置為高電平或低電平，並且僅更改另一PWM2電平的脈衝變化，如下所示。 Q4已打開，Q3已關閉，電機只能順時針調整轉速）

經過不斷地探索和參考主機的設計，最終完成了單片機的步進電機控制，可以實現步進電機的實時正反轉，加減速。

     直流電動機調速系統的應用   至於步進電機的工作原理，相信很多人已經知道這次是四相步進電機，它採用四相八拍工作模式，即：A-AB-B-BC-C- CD-D-DA-A

直流電動機的速度控制可分為勵磁控制方法和電樞電壓控制方法。 很少使用勵磁控制，並且在大多數應用中使用電樞電壓控制。   直流電動機調速系統的應用。 隨著電力電子技術的進步，可以通過多種方式來改變電樞電壓，其中脈寬調製（PWM）是改變電樞電壓的常用方法。 該方法是通過改變電動機電樞電壓的接通時間與通電時段的比率（即，佔空比）來調節DC電動機的電樞電壓U，從而控制電動機速度。

 

  直流電動機調速系統的應用。 三角波發生器用於產生一定頻率的三角波UT，該三角波UT由加法器加到輸入命令信號UI上，以產生信號UI UT，然後將其發送到比較器。 比較器是一種運算放大器，其在開環狀態下具有極高的開環增益和有限的開關特性。 兩個輸入之間的信號差略有變化，導致比較器輸出相應的開關信號。 通常，比較器的負輸入端接地，並且信號UI UT從正端輸入。 當UI UT> 0時，比較器輸出全振幅的正電平； 當UI UT0時，比較器輸出全幅值的負電平。  直流電動機調速系統的應用。

電壓脈衝寬度轉換器對信號波形的調製過程如圖2所示。 由於比較器的限制特性，輸出信號US的幅度不會改變，但是脈衝寬度會隨UI的變化而變化。 US的頻率取決於三角波的頻率。

當命令信號UI ＝ 0時，輸出信號US是具有相等的正脈衝寬度和負脈衝寬度的矩形脈衝。 首先，電動機邏輯控​​制信號由單片機發出，主要包括電動機運行方向信號Dir，電動機速度調節信號PWM和電動機制動信號Brake。 然後由TL 494執行脈衝寬度調製，其輸出信號驅動H橋電源電路驅動直流電動機。   直流電動機調速系統的應用。 H橋由四個大功率增強型FET組成，這些FET用來改變電動機的轉向並放大驅動信號。

在實現電機PWM控制的電路中，系統採用TL494芯片，其內部電路由參考電壓產生電路，振盪電路，間歇週期調整電路，兩個誤差放大器，脈寬調製比較器和輸出電路組成， TL494芯片等廣泛用於單端正向雙管，半橋，全橋開關電源。   直流電動機調速系統的應用。 所有脈衝寬度調製電路均已集成。 該芯片具有一個內置的線性鋸齒振盪器，該振盪器只有兩個外部振盪組件（一個電阻和一個電容器）。 內置誤差放大器。 內部拒絕5V參考電壓源。 停滯時間可以調整。 內置功率晶體管提供500mA驅動能力。 推或拉兩種輸出方法。