基于单片机用软件实现直流电机pwm调速系统

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1、万方数据基于单片机用软件实现直流电机PwM调速系统49基于单片机用软件实现直流电机PWM调速系统TheRealizationofDC—motorSpeedControlbySoftwareUsingPWMTheoryBasedontheSCM李维军韩小刚李晋(辽宁石油化工大学机械工程学院机电工程系，抚顺113001)摘要：介绍了基于单片机用PwM实现直流电机调整的基本方法，直流电机调速的相关知识，及PwM调整的基本原理和实现方法。重点介绍了基于Mcs一51单片机的用软件产生PwM信号的途径，并介绍了一

2、种独特的通过采用计数法加软件延时法实现PwM信号占空比调节的方法。对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。关键词：单片机系统PwM直流电机调速Abst聃ct：7rhi8paperintroducesakindofmethodofDC—motorspeedmodinc砒ionbasedonPWMtheorybytheSCM．ShowingsomerelativeknowledgeupontheDC—motortiming，thebasictheoryandthewaytoimplement．

3、Anditemphasize8onthewayforcanyingoutPWMsignalsbasedonMCS一51．Thispaperstillpmvidesamethodformodifyjngthe8peedofDC—motorbywayoftakingcountofdataandtimedelaybysoftware．Ito珏brsasortofefficientmethodfortheDCmotorspeed—contmlling8ystem．Keywords：SCMPWMDC—motor

4、speedmodi矗cationO引言随着社会的发展，各种智能化的产品日益走人寻常百姓家。为了实现产品的便携性、低成品以及对电源的限制，小型直流电机应用相当广泛。对直流电机的速度调节，我们可以采用多种办法，本文在给出直流电机调整和PwM实现方法的基础上，提供一种用单片机软件实现PWM调速的方法。1直流电机调速原理根据励磁方式不同，直流电机分为自励和他励两种类型。不同励磁方式的直流电机机械特性曲线有所不同。对于直流电机来说，人为机械特性方程式为：n=蒜一鬻‰。咄㈩n2面一—X丽。2n。一△n(1，式中，

5、‰、咖Ⅳ——额定电枢电压、额定磁通量；疋、K——与电机有关的常数；R小R。——电枢外加电阻、电枢内电阻；‰、△n——理想空载转速、转速降。分析(1)式可得，当分别改变‰、西Ⅳ和Rd时，可以得到不同的转速凡，从而实现对速度的调节。由于咖=F(I)，当改变励磁电流，r时，可以改变磁通量西的大小，从而达到变磁通调速的目的。但由于励磁线圈发热和电动机磁饱和的限制，电动机的励磁电流，，和磁通量咖只能在低于其额定值的范围内调节，故只能弱磁调速。而对于调节电枢外加电阻R耐时，会使机械特性变软，导致电机带负载能力减弱

6、。对于他励直流电机来说，当改变电枢电压“时，分析人为机械特性方程式，得到人为特性曲线作者简介：李维军1977年生，硕士研究生，主要研究方向为机电一体化和机械工程测试技术。万方数据50机电一体化Mech砒ronics2004年第5期0l’oI’图l直流电机机械特性曲线如图1所示。理想空载转速n。随电枢电压升降而发生相应的升降变化。不同电枢电压的机械特性曲线相互平行，说明硬度不随电枢电压的变化而改变，电机带负载能力恒定。当我们平滑调节他励直流电机电枢两端电压时，可实现电机的无级调速。基于以上特性，改变电枢

7、电压，实现对直流电机速度调节的方法被广泛采用。改变电枢电压可通过多种途径实现，如晶闸管供电速度控制系统、大功率晶体管速度控制系统、直流发电机供电速度控制系统及晶体管直流脉宽调速系统等。2PWM基本原理及其实现方法2．1PWM基本原理PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法。PwM可以应用在许多方面，如电机调速、温度控制、压力控制等。在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间

8、的长短。通过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”。如图2所示，在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得到控制。设电机始终接通电源时，电机转速最大为y。。，设占空比为D=￡。／T，则电机的平均速度为⋯最大值‰“⋯平均值妇⋯最小值‰h图2电枢电压“占空比”与平均电压关系图圪=k。·D(2)式中，圪——电机的