关于直流电机控制研究报告.doc

直流电机控制研究 摘要：采用Proteus模拟仿真软件，利用AT89C51芯片等相关元器件进行对直流电机控制仿真实验。通过学习相关直流电机工作原理、控制原理、实际控制方法及实用状况等内容，研究了直流电机的正反转控制及速度调节。 关键词: Proteus软件，仿真，控制原理，正反转，速度控制 主要创新点 运用Proteus软件，利用AT89C51芯片等相关元器件进行对直流电机正反转的仿真控制，能保证一定的实验可靠性的同时这种方法可以减少实际实验的工作量和电子元器件的损耗。 目 录 1 引言………………………………………………………………………………4 2 研究方法…………………………………………………………………………4 2.1直流电动机控制的发展历史及研究现状…………………………………4 2.1.1直流电动机控制的发展历史…………………………………………4 2.1.2直流电动机控制的研究现状…………………………………………6 2.2 直流电机的运行原理……………………………………………………7 2.2.1 直流电机的结构……………………………………………………7 2.3 直流电机的基本工作原理………………………………………………8 2.4 直流电机的调速原理……………………………………………………8 2.5 直流电机的数学模型………………………………………………… 10 3 PWM 调制原理原理…………………………………………………………… 11 3.1 PWM 控制技术……………………………………………………………11 3.1.1 PWM 概念……………………………………………………………11 3.1.2 冲量等效理论…………………………………………………… 11 3.2 使用 PWM 控制技术控制直流电机…………………………………13 3.2.1 PWM 控制直流电机转速……………………………………………13 3.2.2 PWM 控制直流电机正反转…………………………………………14 4 研究结果及分析……………………………………………………………… 15 4.1设计原理图……………………………………………………………… 15 4.2程序代码………………………………………………………………… 16 5 总结…………………………………………………………………………… 18 6 参考文献……………………………………………………………………… 19 7 研究报告成绩评定和评语…………………………………………………… 20 1 引言 电动机作为最主要的机电能量转换装置，其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产，交通运输，国防，航空航天，医疗卫生，商务和办公设备中，还是在日常生活的家用电器和消费电子产品（如电冰箱，空调，DVD等）中，都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示，在所有动力资源中，百分之九十以上来自电动机。同样，我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关，密不可分。电气时代，电动机的调速控制一般采用模拟法，对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动，制动，正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器，可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制，是指对电动机的转速，转角，转矩，电压，电流，功率等物理量进行控制。 2 研究方法 2.1直流电动机控制的发展历史及研究现状 2.1.1直流电动机控制的发展历史 常用的控制直流电动机有以下几种:第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。第二，三十年代末，出现了发电机-电动机(也称为旋转变流组)，配合采用磁放大器、电机扩大机、闸流管等控制器件，可获得优良的调速性能，如有较宽的调速范围(十比一至数十比一)、较小的转速变化率和调速平滑等，特别是当电动机减速时，可以通过发电机非常容易地将电动机轴上的飞轮惯量反馈给电网，这样，一方面可得到平滑的制动特性，另一方面又可减少能量的损耗，提高效率。但发电机、电动机调速系统的主要缺点是需要增加两台与调速电动机相当的旋转电机和一些辅助励磁设备，因而体积大，维修困难等。第三，自出现汞弧变流器后，利用汞弧变流器代替上述发电机、电动机系统，使调速性能指标又进一步提高。特别是它的系统快速响应性是发电机、电动机系统不能比拟的。但是汞弧变流器仍存在一些缺点:维修还是不太方便，特别是水银蒸汽对维护人员会造成一定的危害等。第四，1957年世界上出现了第一只晶闸管，与其它变流元件相比，