没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于ATC直流电机PWM调速专业系统设计.doc
0 下载量 54 浏览量
2022-11-26
17:10:17
上传
评论
收藏 1.41MB DOC 举报
温馨提示
试读
33页
基于ATC直流电机PWM调速专业系统设计.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
目 录
第一章 绪 论.....................................................3
1.概述...........................................................3
1.1 直流电机特点及应用和控制前景 .............................3
1.2 直流调速发展 .............................................4
2.直流电动机原理.................................................5
2.1 直流电机基础工作原理 .....................................5
2.2 直流电机电器特征 .........................................6
第二章 直流电机控制方案设计......................................7
2.1 直流电动机调速方法 .......................................7
2.1.1 PWM 调速设计 .......................................11
2.1.2 直流电机控制结构图.................................12
第三章 直流电机调速硬件设计.....................................13
3.1 最小系统设计 ............................................13
3.1.1 AT89C51 介绍 ......................................13
3.1.2 系统时钟设计......................................17
3.1.3 系统复位方法.......................................17
3.2 电源电路设计 ............................................18
3.2.1 芯片介绍...........................................18
3.2.2 电源电路图.........................................19
3.3 显示电路设计 ...........................................19
3.3.1 78LS48 芯片介绍 ....................................19
3.3.2 显示电路图.........................................20
3.4 键盘电设计 ..............................................20
3.5 驱动电路设计 ............................................21
3.5.1 L298N 芯片介绍 .....................................21
3.5.4 驱动电路...........................................21
第四章 直流电机转速控制程序设计.................................22
4.1 主程序步骤图 ............................................22
4.2 键盘扫描步骤图 ..........................................23
4.3 中止程序步骤图 ..........................................24
第五章 结论和展望...............................................24
5.1 结论 ....................................................24
5.2 展望 ....................................................25
致谢............................................................25
参考文件........................................................26
英文摘要........................................................26
附录(主程序及原理图)............................................27
基于 AT89C51 直流电动机 PWM 调速系统设计
摘要 :文章设计了以单片机 AT89C51 和 L298N 控制直流电机脉宽调制(PWM)
调速系统。关键介绍了用单片机软件实现 PWM 调整电机转速基础方法,给出了
程序步骤图、Keic51 程序。硬件电路实现了对电机正转、反转、急停、加速、
减速控制和 PWM 占空比在四位 LED 上实时显示。
关键字:单片机,调速,直流电动机, PWM 控制
第一章 绪 论
1.概述
1.1 直流电机特点及应用和控制前景
电机是把电能转换成机械能装置。电机种类繁多,假如按电源类型分,
可分为直流电机和交流电机两大类。常见直流电机包含有刷电机、无刷电机、
步进电机等。直流有刷电机是全部电机基础,它含有开启快、制动立即、可
在大范围内平滑地调速、控制电路相对简单等特点。一向是自动控制系统关
键实施元件,在轧钢及其辅助机械、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、大型
起重机、金属切削机床、造纸机、纺织机械等领域中得到了广泛应用。 换向
器是直流电机关键微弱步骤,它使直流电机单机容量、过载能力、最高电压、
最高转速等关键指标全部受到限制,也给直流电机制造和维护添了不少麻烦。
然而,鉴于直流拖动控制系统理论和实践全部比较成熟,直流电机仍在广泛
使用。所以,长久以来,在应用和完善直流拖动控制系统同时,大家一直不
停在研制性能和价格全部赶得上直流系统交流拖动控制系统,多年来,在微
机控制和电力电子变频装置高度发展以后,这个愿望最终有了实现可能。
电动机控制技术发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、自
动控制技术;尤其是微控制器技术,现代控制技术是以微控制器为关键技术,
由此组成控制系统成为当今工业控制主流系统。这种系统已替换常规模拟检
测、调整、显示、统计等仪器设备和很大部分操作人工职能,使受控对象动
态过程按要求方法和技术运行,以完成多种控制、操作管理等任务。近几年
来,这种嵌入式系统在肩同、通信、工业、仪器、等领域广泛应用,现代控
制技术已深入各行业很多领域。进入 90 年代以来,因为计算机技术飞速发展,
推进数控技术愈加快更新换代。世界上很多数控系统生产厂家利用 PC 机丰富
软硬件资源开发开放式体系结构新一代数控系统。开放式体系结构使数控系
统有愈加好通用性、柔性、适应性、扩展性,并向智能化、网络化方向大大
发展。
正是这些技术进步使电动机控制技术在近 20 年内发生了很大改变。其中,
电 动 机 控 制 策 略 模 拟 实 现 正 逐 步 退 出 历 史 舞 台 , 而 采 取 微 处 理 器 、
FPGA/CPLD、通用计算机、PWM 控制技术等现代手段组成数字控制系统得到了
快速发展。应用优异控制算法,开发全数字化智能控制运动控制系统将成为
新一代控制系统设计方向。
1.2 直流调速发展
直流电动机调速系统最早采取恒定直流电压给直流电动机供电,经过改
变电枢回路中电阻来实现调速。这种方法简单易行、设备制造方便、价格低
廉;但缺点是效率低、机械特征软,不能得到较宽和平滑调速性能,所以现在
极少采取。该法只适用在部分小功率且调速范围要求不大场所。20 世纪 30
年代末期,出现了发电机-电动机(也称为旋转变流组),配合采取磁放大器、
电机扩大机、闸流管等控制器件,可取得优良调速性能,如有较宽调速范围(十
比一至数十比一)、较小转速改变率和调速平滑等,尤其是当电动机减速时,
能够经过发电机很轻易地将电动机轴上飞轮惯量反馈给电网,这么,首先可
得到平滑制动特征,其次又可降低能量损耗,提升效率。但发电机、电动机
调速系统关键缺点是需要增加两台和调速电动机相当旋转电机和部分辅助励
磁设备。但此方法关键缺点是系统重量大、占地多、效率低及维修困难。
自出现汞弧变流器后,利用汞弧变流器替换上述发电机、电动机系统,
使调速性能指标又深入提升。尤其是它系统快速响应性是发电机、电动机系
统不能比拟。不过汞弧变流器仍存在部分缺点:维修还是不太方便,尤其是水
银蒸汽对维护人员会造成一定危害等。1957 年,世界上出现了第一只晶闸管,
和其它变流元件相比,品闸管含有很多独特优越性,所以晶闸管直流调速系
统立即显示出强大生命力。因为它含有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、
维修简便等一系列优点,采取晶闸管供电,不仅使直流调速系统经济指标上
和可靠性有所提升,而且在技术性能上也显示出很大优越性。晶闸管变流装
置放大倍数在 10000 以上,比机组(放大倍数 10)高 1000 倍,比汞弧变流器
(1000)高 10 倍;在响应快速性上,机组是秒级,而晶闸管变流装置为毫秒级。
从 20 世纪 80 年代中后期起,以晶闸管整流装置替换了己往直流发电机
电动机组及水银整流装置,使直流电气传动完成一次大跃进。同时,控制电
路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术应用,使直流
调速系统性能指标大幅提升,应用范围不停扩大,直流调速技术不停发展。
多年来,伴随得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、自动控
制技术快速发展,由晶闸管变流器供电直流电动机调速系统已替换了发电机-
电动机调速系统,它调速性能也远远地超出了发电机-电动机调速系统。尤其
是大规模集成电路技术和计算机技术飞速发展,使直流电动机调速系统精度、
动态性能、可靠性有了更大提升。电力电子技术中 IGBT 等大功率器件发展正
在替换晶闸管,出现了性能愈加好直流调速系统,出现了微控制器技术,现
代控制技术是以微控制器为关键技术,由此组成控制系统成为当今工业控制
主流系统。这种系统已替换常规模拟检测、调整、显示、统计等仪器设备和
很大部分操作人工职能,使受控对象动态过程按要求方法和技术运行,以完
成多种控制、操作管理等任务。这种嵌入式系统在肩同、通信、工业、仪器、
等领域广泛应用。正是这些技术进步使电动机控制技术在近 20 年内发生了很
大改变。其中,电动机控制策略模拟实现正逐步退出历史舞台,而采取微处
理器、通用计算机、PWM 控制技术等现代手段组成数字控制系统得到了快速
发展。应用优异控制算法,开发全数字化智能控制运动控制系统将成为新一
代控制系统设计方向使得直流电机调速系统研究得到了更深发展。
2.直流电动机原理
2.1 直流电机基础工作原理
直流电机由永久磁铁、电枢、换相器等组成。图 1-1 和图 1-2 所表示,
上下是两个固定永久磁铁,上面是 N 极,下面是 S 极,磁力线从 N 到 S。两
极之间是一段可旋转导体 abcd,称为电枢。电枢 ab 段和 cd 段分别接到两个
互不接触半圆形金属片上,这两个金属片称为换向器。
图 2-1 所表示,在换向器 AB 两端上加上一个上正下负直流电压,电流由
a 到 b,由 c 到 d。依据左手定则,ab 段在自上而下磁力线作用下,向左移动,
cd 段向右移动。在这两个力作用下,abcd 电枢开始逆时针旋转,因为换向器
和电枢固定在一起,它也跟着转动。
剩余32页未读,继续阅读
资源评论
matlab大师
- 粉丝: 2434
- 资源: 9万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- Screenshot_2024-05-21-17-06-42-64_2332cb9b27b851b548ba47a91682926c.jpg
- 毕业设计参考 - 基于树莓派、OpenCV及Python的人脸识别
- node-v18.20.2-linux-arm64
- 222222222222
- 16张相机标定图片,可复现本文畸变矫正
- dbeaver-ce-23.3.1-x86_64-setup.zip
- 基于X86 AVX2指令的快速卷积实现
- VMware-ESXi-7.0U3n-21930508-depot.zip文件
- MySQL 在 Windows 系统下的安装教程.zip
- Access文件数据库访问的客户端
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功