直流调速器毕业论文.doc

目 录 1 绪论 1 1.1 直流调速器的研究背景与意义 1 1.1.1 直流调速器的研究背景 1 1.1.2 直流调速器的研究意义 2 1.2 直流调速器研究现状及发展趋势 2 1.2.1 直流调速系统的国外研究概况 3 1.2.2 直流调速系统的国内研究概况 4 1.3 课题任务及主要内容 4 2 设计内容以及系统方案选择 4 2.1 设计内容 4 2.2 系统方案的选择 5 2.2.1 简介 5 2.2.2 电动机供电方案的选择 5 2.3 系统的工作原理 6 2.3.1 直流脉宽调速技术 6 2.3.2 调速原理 7 3 芯片的介绍 9 3.1 AT89S51芯片的介绍 9 3.1.1 主要性能 9 3.1.2 引脚结构及管脚说明 9 3.2 L298HN芯片的介绍 11 3.2.1 主要性能 11 3.2.2 引脚结构及介绍 11 3.3 lm7805芯片介绍 12 3.3.1引脚序号、引脚功能 12 3.3.2 LM7805的应用 12 3.4 光电耦合器的介绍 13 3.4.1 工作原理 13 3.5 数码管的动态扫描 13 3.6 霍尔开关的介绍 14 3.6.1 霍尔开关的原理 14 4 系统的实现 15 4.1系统的硬件设计 15 4.1.1 系统组成 15 4.1.2单片机控制直流调速系统工作原理概述 16 4.2系统的软件设计 18 4.2.1 主程序的设计 18 5 软件使用说明的简介 19 5.1 MPLAB IDE 软件简介 19 5.2 软件Protel99 SE使用简介 21 5.2.1 Protel99 SE总概况 21 5.2.2原理图设计 21 5.2.3 PCB图的设计 22 6 设计的调试 22 6.1 前期仿真调试 22 6.2 硬件调试 22 结论： 23 谢 辞 23 参考文献 23 附录 24 1 绪论 1.1 直流调速器的研究背景与意义 直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机定子，一路输入给直流电机电枢转子，直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。目前直流调速器在工业生产中有相当广泛的应用，直流调速的调速范围大，可在全部的调速范围内都能获得良好的转矩特性。众所周知，交流电机占据了传动运用的绝大多数地盘，大有取代直流电机的趋势，但是在实际许多场合人们仍在使用直流调速。众所周知，许多科学实验都离不开电，并且在这些实验中通常会对通电时间、电压高低、电流大小以及动态指标有着特殊的要求。全数字直流调速装置，采用8位单片微机技术，性能优良，运行可靠，并且具极高的性能价格比，完全能够胜任这些特殊的要求。直流电机产品是工业自动化及家庭现代化等各个领域广泛应用不可或缺的基础产品，与其它类型的电机相比，它具有良好的启动性能，且能在宽广的范围内平滑而经济的调速，过载能力较强，热动和制动转矩较大，并且直流调速力矩平稳，不受电机大小限制。因此直流电动机在启动和调速要求较高的生产机械上广泛地被应用。随着人们的生活水平迅速提高，对视听设备品质要求也在不断提高，这为产品为小功率直流电机提供了广阔的市场，因此高精度控制直流电机转速成为发展的必然趋势。 近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，成为目前发展最为迅速的技术之一调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。需要较快的动态响应过程 加、减速时需要自动平滑的过渡过程需要低速运转时力矩大需要较好的挖土机特性，能将过载电流自动限止在设定电流上。 1.2 直流调速器研究现状及发展趋势 直流电动机是最早出现的电动机，也是最早能实现调速的电动机。长期以来，直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高的效率，优异的动态特性；尽管近年来不断受到其他电动机(如交流变频电机、步进电机等)的挑战，但到目前为止，它仍然是大多数调速控制电动机的优先选择。近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元件的不断出现，使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称PWM)控制方式已成为绝对主流