文档介绍：直流电动机的PWM调压调速原理
直流电动机转速N的表达式为:N=U-IR/Kφ
由上式可得,直流电动机的转速控制方法可分为两类:调节励磁磁通的励磁控制方法和调节电枢电压的电枢控制方法。其中励磁控制方法在低速时受磁极饱和的限制,在高速时受换向火花和换向器结构强度的限制,并且励磁线圈电感较大,动态响应较差,所以这种控制方法用得很少。现在,大多数应用场合都使用电枢控制方法。
对电动机的驱动离不开半导体功率器件。在对直流电动机电枢电压的控制和驱动中,对半导体器件的使用上又可分为两种方式:线性放大驱动方式和开关驱动方式。
线性放大驱动方式是使半导体功率器件工作在线性区。这种方式的优点是:控制原理简单,输出波动小,线性好,对邻近电路干扰小;但是功率器件在线性区工作时由于产生热量会消耗大部分电功率,效率和散热问题严重,因此这种方式只用于微小功率直流电动机的驱动。绝大多数直流电动机采用开关驱动方式。开关驱动方式是使半导体器件工作在开关状态,通过脉宽调制PWM来控制电动机电枢电压,实现调速。
在PWM调速时,占空比α是一个重要参数。以下3种方法都可以改变占空比的值。
(1)定宽调频法
这种方法是保持t1不变,只改变t2,这样使周期T(或频率)也随之改变。
(2)调频调宽法
这种方法是保持t2不变,只改变t1,这样使周期T(或频率)也随之改变。
(3)定频调宽法
这种方法是使周期T(或频率)保持不变,而同时改变t1和t2。
前两种方法由于在调速时改变了控制脉冲的周期(或频率),当控制脉冲的频率与系统的固有频率接近时,将会引起振荡,因此这两种方法用得很少。目前,在直流电动机的控制中,主要使用定频调宽法。
直流电动机双极性驱动可逆PWM控制系统
双极性驱动则是指在一个PWM周期里,作为在电枢两端的脉冲电压是正负交替的。
双极性驱动电路有两种,一种称为T型,它由两个开关管组成,采用正负电源,相当于两个不可逆控制系统的组合。但由于T型双极性驱动中的开关管要承受较高的反向电压,因此只用在低压小功率直流电动机驱动。
另一种称为H型。
H型双极性驱动
显示接口模块
方案一:液晶显示器也是一种常用的显示器件。它的优点是功耗低,寿命长,本身无老化问题,显示信息量大(可以显示字母和数字),在显示字符上没有限制。但价格高,接口电路较为复杂。其只在一些(袖珍型)设备上作为显示之用。
方案二:数码管(LED)是一种简单而常用的显示器件,通常用来指示机器的状态和其他信息。它的优点是价格低,寿命长,对电流,电压的要求低及容易实现电路的接口等;而有其亮度较低,温度依赖性较大等缺点。但在其系统中只作为简单的显示,且从价格等方面考虑。采用方案二来设计电路。
电动机控制电路模块
H桥电动机驱动电路的工作原理:
A:,,通过光电耦合器后仍然输出为高电平,使Q4管导通,此时Q1也处于导通状态,但Q2管的基极的电位被强行拉低,Q2管处于截止状态。,
Q8处于截止状态,而此时Q7因为Q5的截止而处于导通状态,从而使电动机形成回路,电机正常工作。
B:同理可得,,,三极管的状态与上述相反,电机同样处于正常工作状态。
C: