基于单片机的直流电动机pwm调速系统.pdf

2006 年 1 月 农 机 化 研 究 第 1 期 基于单片机的直流电动机 PWM 调速系统 1,2 2 2 2 宋 健 姜军生 赵文亮 孙学岩 1.中国农业大学 工学院 北京 100083 2.潍坊学院 机电系 山东 潍坊 26 1041 摘 要 随着计算机进入控制领域以及高开关频率 全控型第二代电力半导体器件的发展 脉宽调制 PWM 的直流调速系统在调速控制中得到越来越普遍的使用 为此 介绍了基于单片机的直流 PWM 调速系统的工 作原理 给出了系统的软 硬件组成 运行试验表明 系统工作稳定可靠 满足直流电动机的调速要求 关键词 自动控制技术 PWM 调速系统 理论研究 单片机 中图分类号 TP29;TM33 文献标识码 A 文章编号 1003─188X(2006)01─0102─02 T 的比例亦即改变脉冲的占空比 电动机两端的电 1 直流 PWM 调速系统的工作原理 压平均值也随之改变 因而电动机转速得到了控制 PWM 调速装置是利用大功率晶体管的开关特性 改变占空比有两种调制方法 一种是开关周期 来调制固定电压的直流电源 按一个固定的频率来 恒定 通过改变导通脉冲宽度来改变占空比的方式 接通和断开 并根据需要改变一个周期内接通和断 即脉冲宽度调制 Pulse Width Modulation 缩写 开时间的长短 通过改变直流伺服电动机电枢上电 为 PWM 另一种方式为导通脉冲宽度恒定 通过改 压的占空比来改变平均电压的大小 从而控制电动 变开关频率(f = 1/ T) 来改变占空比 亦即脉冲频率 机的转速 因此 这种装置又称为开关驱动装置 调制 Pulse Frequency Modulation 缩写为 PFM PWM 控制的示意图 如图1所示 由于PFM 控制是依靠脉冲频率来改变占空比的 当 S 遇到某个特殊的频率下的机械谐振时 常导致系统 + 震动和出现啸叫声 这一严重的缺点导致 PFM 控制 VD Us MOTOR 在伺服系统中不适用 目前 在直流电动机的控制 中 以PWM 控制方式为主 2 直流电机 PWM 调速系统的硬件组成 图1 PWM 控制示意图 电动机两端得到的电压波形 如图 2 所示 电