基于单片机的直流电机PWM调速系统.pdfVIP

信息科技 Information Technology 基于单片机的直流电机PWM调速系统 刘笑飞，王 强，周晶晶 湖北工业大学机械工程学院，湖北武汉 430068 摘 要 传统的直流电机的调速系统，一般单纯依靠硬件技术实现。本文介绍了一种以单片机为核心的直流电机调速系 统，在单片机的控制下由PWM发生电路产生调速脉冲，对电机实现多级调速。该系统电路结构简单、造价低廉、可靠性较 高，有效降低了电机运行中冲击的危害。 关 键 词 单片机；直流电机调速；PWM 中图分类号 TM4 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2010）28-0226-01 0 引言 成 H 桥结构 ，可很好的实现电机的 PWM 调速。 目前 ，直流电机凭借其速度的可控性 ，稳定的启动、制动 ， 3 PWM 调速软件设计 平滑而经济的调速等特点 ，而在工业生产、城市建筑、农田水利 利用单片机所带有的定时计数器 ，由指定的 I/O 口输出占空 等多方面得到广泛应用 [1] 。直流电动机转速的控制主要采用 3 种 比不同的方波。方波信号输入驱动芯片的两端 ，通过周期性改变 方法 ，即改变电枢回路总电阻 ；改变电枢的供电电压 ；改变励磁 占空比的大小 ，来改变电机两端电压的平均值 ，由此实现对电机 磁通 [2] 。但是 ，通过调压的方式进行电机调速 ，会将一部分电压 速度的控制。 转化成热能 ，使得能源利用率降低 ，造成了能源浪费。并且传统 PWM 电机调速的波形 ，每个方波周期为 210.0ms，固定不变。 调速方式还具有调节精度低 ，调速不稳定 ，可控性较差 ，装置繁 但每个周期内高电平的所占时间却发生了周期性变化 ，即占空比 杂等缺点。而利用脉宽调制的方式对电机调速 ，不仅实现了对电 发生了改变 ，使得电压发生改变 [3]。产生 PWM 波形的程序如下。 机速度的实时调节 ，而且还体现了节约能源 ，经济实用的特点。 void timer0( ) interrupt 1 本文介绍了一种以单片机为核心的软件调速系统 ，在单片机的控 { TH1=0x8a; TL1=0xd0; jsq1--; 制下由 PWM 发生电路产生调速脉冲 ，对电机实现多级调速。 if(jsq1!=0){ jsq3--; 1 电机 PWM 调速原理 if(jsq3!=0){ return;}else{ End1=0;}} 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation），简称 PWM。通过改 else{ jsq1=10;jsq2--; jsq3=10-jsq2; End1=1; }} 变电机电枢两端的电压的占空比 ，来周期性的改变电压接通和断 开的时间比 ，使得电压的平均值发生改变 ，从而实现对电机的调速。 相比电压调速的方法 ，PWM 调速具有精度高 ，易于控制等优点。 另外 ，它的调速方式为脉宽调制所以不会有太多的能源浪费 ，可 以保证系统较长时间的工作 ，这对于移动设备而言是巨大的优势。 设一个电压变化周期为 T（为定值），一个周期内高电平时间 t0 ，低电平时间 t1 ，则占空比为 ： t0 t0