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基于Multisim的PWM直流电机调速控制电路设计与仿真.pdf
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该文档为基于Multisim的PWM直流电机调速控制电路设计与仿真讲解文档,是一份不错的参考资料,感兴趣的可以下载看看,,,,,,,,,,,
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第
15
卷 第
3
期 重庆科技学院学报
(
自然科学版
) 2013
年
6
月
基于
Multisim
的
PWM
直流电机调速
控制电路设计与仿真
谢 东 李 容 李俊凡 唐俊斌 何佳盈
(
重庆科技学院电气与信息工程学院
,
重庆
400050)
收稿日期
: 2013 - 01 - 11
基金项目
:
重庆市教委
2011
年教改项目
( 113010)
作者简介
:
谢东
( 1967 - ) ,
男
,
重庆人
,
副教授
,
研究方向为精密机电测控技术
。
摘 要
:
以
Multisim
仿真软件为平台设计
PWM
直流电机调速控制电路
,
介绍电机驱动电路和脉宽控制电路的设计
原理及构成方法
。
使用
Multisim
仿真软件的虚拟示波器
、
逻辑分析仪等虚拟元件
,
完成电路的设计与仿真
。
关键词
: Multisim;
电机驱动
;
脉宽控制
中图分类号
: TM33
文献标识码
: A
文章编号
: 1673 - 1980( 2013) 03 - 0107 - 04
电子设计自动化
( EDA)
技术是电子设计领域的
一场革命
,
它改变了以变量估算和电路实验为基础的
电路设计方法
。Multisim
是一个专门用于电子线路
仿真与设计的
EDA
工具软件
,
含有数万种元器件和
多种常用的虚拟仪器仪表
,
能完成从电路的仿真设计
到电路板图生成的全过程
,
且不需要真实电路的介
入
,
通过对电路的各种参数的调整
,
将整个实验过程
在虚拟实验室进行
,
具有仿真速度快
、
精度高
、
准确及
形象等优点
[1]
,
为电子系统的设计
、
电子产品的开发
和电子系统工程提供了一种全新的手段和便捷途径
。
PWM
直流电机调速控制电路以其控制简单
,
灵
活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛
应用的控制方式
[2]
。
本文以
PWM
直流电机调速控
制电路的设计为例
,
介绍基于
Multisim
的
PWM
直流
电机调速控制电路的设计与仿真
。
1
基于
PWM
直流电动机调速控制系统的
设计
1. 1
设计要求
( 1)
使用
Multisim
仿真软件的虚拟元器件
、
虚拟
示波器
、
逻辑分析仪等对电路进行设计并仿真
。
( 2)
通过调整
PWM
的占空比和频率
,
控制电机
的电枢电压
,
控制电机转速
,
并测试和观察控制电压
与转速变化关系
。
( 3)
使用逻辑门电路实现电机的正反转控制
。
( 4)
对比实物元件
,
搭建电路验证
。
1. 2
结构框图
电动机调速控制系统电路由
3
部分组成
(
图
1) : PWM
波形产生电路
,H
桥驱动电路和直流电动
机
。PWM
电路主要产生占空比可调的矩形波或三
角波
,
对电机速度进行控制
; H
桥通过控制电流的流
向改变电机的转向
;
直流电动机为被驱动部分
。
图
1 PWM
直流电动机调速控制系统
1. 3
单元电路的设计
1. 3. 1 H
桥驱动电路
H
桥电机驱动电路包括
4
个三极管和
1
个电
机
,
如图
2
所示
。
电路工作原理如下
:
为了使电机运转
,
必须导通
对角线上的一对三极管
。
根据不同三极管对的导通
情况
,
电流可能会从左至右或从右至左流过电机
,
从
而控制电机的转向
。
当
Q
3
管和
Q
6
管导通时
,
电流
从电源正极经
Q
3
从左至右穿过电机
,
再经
Q
6
回到
电源负极
,
该流向的电流将驱动电机顺时针转动
。
当三极管
Q
4
和
Q
5
导通时
,
电流将从右至左流过电
机
,
驱动电机逆时针转动
。
通过控制
PWM
波形的
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