微机控制应用技术课件：温控直流电机控制系统.pptVIP

温控直流电机控制系统第一节温控直流电机控制系统框图第二节直流电机原理第三节温控直流电机控制系统硬件设计第四节直流电机调速原理第五节温控直流电机软件设计

用室温控制小功率直流电机的转速。当室温小于22℃时，电机不工作；当室温超过22℃时，电机开始旋转；在此基础上，室温每增加2℃，电机转速增加一个挡位，使直流电机的转速随温度自动调整。知识目标·了解直流电机的构成。·熟悉直流电机的工作原理。·熟悉直流电机的驱动方法。·熟悉直流电机的调速方法。·掌握PWM波调速原理。·掌握PWM波产生方法。能力目标·认识直流电机。·能够画出硬件电路图。·正确编写直流电机驱动函数。·根据要求产生一定占空比的PWM波形。·正确编写直流电机调速函数。·根据要求编写源程序。

第一节温控直流电机控制系统框图

温控直流电机控制系统由单片机AT89S52作为控制核心，温度传感器用于检测室内温度，单片机通过驱动电路控制直流电机旋转并调速，显示器用于显示室温及直流电机转速挡位，如图7-1所示。

第二节直流电机原理

2.1常见直流电机直流电机用于实现直流电能和机械能的相互转换，是常用的机电执行部件。直流发电机用于将机械能转换成直流电能，直流电动机用于将直流电能转换成机械能。直流电机具有可逆性，是指从原理上讲，一台直流电机既可作为电动机运行，也可作为发电机运行。本项目中是作为电动机运行。常见的直流电机如图7-2所示。2.2直流电机的特点直流电机有以下优点：(1)直流电机结构紧凑，体积小，造型美观。(2)直流电机调速时能量损耗低，振动小，噪音低。(3)直流电机调速范围宽，调速特性平滑。(4)直流电机过载能力较强，起动和制动转矩较大。(5)直流电机采用新型密封装置，保护性能好，对环境适应性强。由于直流电机上述的特点，它主要用于调速范围广且需要平滑调速的场所。

2.3直流电机的基本工作原理直流电机由定子和转子两大部分组成。定子在直流电机运行时静止不动，其主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。转子在直流电机运行时处于转动状态，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。图7-3(a)中定子的主磁极N、S固定不动，电枢绕组的线圈abcd在主磁极N、S产生的磁场中旋转，与线圈相连的换向片1、2与线圈同步旋转，电刷及引出导线A、B不动。首先，在线圈中产生电流。图7-3(b)将直流电的正极接于电刷的A端，负极接于电刷的B端时，直流电、电刷、与电刷相接触的换向片以及线圈abcd，形成闭合回路。在N极范围内，线圈的ab边中电流的方向是从a至b；在S极范围内，线圈cd边中电流的方向是从d至c。

其次，定子产生固定方向的磁场。最后，通电导体在磁场中受到电磁力的作用产生运动。通电导体在磁场中的受力方向由左手定则判断，ab边的受力方向朝左，cd边的受力方向朝右，在均匀的磁场中，线圈ab边与cd边中电流大小相同，因此所受电磁力大小相等但方向相反，最终线圈按逆时针方向转动，如图7-3(b)所示。当线圈转至水平方向，即磁极中性面时，线圈中的电流为0，所受电磁力也为0，这时由于惯性，线圈继续转动。转过中性面之后，ab与cd互相调换了位置，ab边在S极范围之内，与电刷的B端相连，电流从b至a；cd边在N极范围之内与电刷的A端相连，电流从c至d；位置的改变，导致电流的方向发生变化，但所受电磁力方向不变，线圈仍按逆时针旋转，如图7-3(c)所示。绕于转子上的所有线圈按一定规律连接在一起就称为电枢绕组。电枢绕组产生的电磁力作用于转子产生电磁转矩，通过齿轮等机构的传动拖动负载转动。2.4直流电机的参数转矩：电机得以旋转的力矩。转速：电机旋转的速度，单位为r/min，表示每分多少转。电枢电阻：电枢内部的电阻，包括电刷与换向器之间的接触电阻，其阻值越小越好。额定功率：是指直流电机在长期使用时，轴上允许输出的机械功率。单位用kW表示。额定电压：是指直流电机在额定条件下运行时，从电刷两端施加给电机的直流电压。单位用V表示。

额定电流：是指直流电机在额定电压下输出额定功率时，长期运转允许输入的工作电流。单位用A表示。额定转速：指直流电机在额定运转时，转子的转速为额定转速。单位为r/min，表示每分多少转。

第三节温控直流电机控制系统硬件设计

3.1直流电机的驱动用单片机控制直流电机旋转时，必须通过驱动电路，才能够为直流电机提供足够大的工作电流。在选择驱动电路时，主要考虑两个问题：第一是直流电机