文档介绍：第一章 直流电动机调速概述
直流电动机根据励磁方式不同，直流电动机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式 的直流电动机机械特性曲线有所不同。但是对于直流电动机的转速有以下公式： n=U/Cc0-TRMGCc0其中：U—电压；人内一励磁绕组本身的电阻；0—每极磁通(Wb)； Cc—电势常数；Cl转矩常量。由上式可知，直流电机的速度控制既可采用电枢控制法, 也可采用磁场控制法。磁场控制法控制磁通，其控制功率虽然较小，但低速时受到磁极饱 和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制，而且由于励磁线圈电感较大， 动态响应较差。所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。
图1-1直流电机的工作原理图
电枢控制是在励磁电压不变的情况下，把控制电压信号加到电机的电枢上，以控制电 机的转速。在工业生产中广泛使用其中脉宽调制(PWM)应用更为广泛。脉宽调速利用一 个固定的频率来控制电源的接通或断开，并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间 的长短，即改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动 机的转速，因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。
脉冲信号
—tl -► Y t —
Y T ►
图1-2电枢电压占空比和平均电压的关系图
根据上图，如果电机始终接通电源时，电机转速最大为V,心占空比为D」|/T,贝u电
机的平均速度为：Vd=V-*D,可见只要改变占空比D,就可以得
到不同的电机速度，从而达到调速的目的。
PWM为主控电路的调速系统：基于单片机类由软件来实现PWM,在PWM调速系统 中占空比D是一个重要参数在电源电压ud不变的情况下，电枢端电压的平均值取决于占空 比D的大小，改变D的值可以改变电枢端电压的平均值从而达到调速的目的。改变占空比 D的值有三种方法：A、定宽调频法：保持b不变，只改变t,这样使周期（或频率）也随 之改变。（图1-2） B、调宽调频法：保持t不变，只改变t”这样使周期（或频率）也随之改 变。（图1-2） C、定频调宽法：保持周期T（或频率）不变，同时改变h和t。（图1-2）
前两种方法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，因此常采用定频调宽法来改变占空 比从而改变直流电动机电枢两端电压。
89C51单片机
89C51单片机接口如图1-3所示:
U4
19
18
29
1
亘
7
T
T
7
► XTAL1
XTAL2
RST
PSEN
ALE EA
AT89C51
39
38
37
36
35
34
33
32
21
22
23
24
25
26
27
28
10
n
14
ZE
77
图1-3 89C51单片机
第二章硬件电路设计
PWM波形的程序实现
随计算机技术及电力电子技术的发展，PWM波形采用软件方法实现显得非常灵活和 实用以89C51单片机为控制核心，晶振频率为12MHz定时计数器TO,T1作定时器使用， 工作在方式1,,若PWM波形的频率为50 Hz ,占空比为1： 1,则和 R0载入30H和31H单元的值初始100,若在程序中利用按键产生中断调用来改变30H和 -1所示：
图2-1程序流程图
2. 2直流电动机驱动
在直流电动机的驱动中对大功率的电动机常采用IGBT作为主开关元件，对中小功率
动，系统采用集成电路L298来驱动电机
，可以驱 动继电器、直流电动机、步进电动机等电感性负载。其内部有两个完全相同的功率放大 回路。其内部结构和引脚功能如图2