电力电子及电机拖动课程设计-直流电机调速测速电路设计

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1、电力电子及电机拖动课程设计直流电机调速测速电路设计Thedirectcurrentmachinevelocitymodulationmeasuresthefastcircuitdesign摘要及关键词(AbstractandKeywords)摘要(Abstract)本次课程设计主要在基于所学专业基础知识的前提上，充分结合本专业的光电子特色，利用所学的电力电子、电机拖动、数模电知识,设计一直流电机的调速测速方案。实现课题所的以下要求：1、实现直流电机的驱动以及正反转调速，再利用光电隔离器件以及BCD计算器实现直流电机测速模块电路。2、

2、输出电流和电压范围要大，电路能驱动大功率的电机。3、功率电路对其输出应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入主抗或者光电耦合器实现隔离。4、电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。5、电机需要双向转动，使用由4个功率元件组成的H桥电路。关键词(Keywords)调速电路（SpeedCircuit）测速电路（Guncircuit）光电隔离器件（Optoelectronicdevicesisolation）BCD计算器（BCDCalculator）输入主抗（Mainim

3、port）光电耦合器（Optocoupler）H桥电路（H-bridgecircuit）12电力电子及电机拖动课程设计目录第一章：电机调速模块电路……………………………………………………………1.1直流电机驱动电路的设计目标……………………………………………1.2元器件选择及参数计算………………………………………………………第二章：电机测速模块电路……………………………………………………………第三章：总的电路模块及功能分析……………………………………………………第四章：总电路原理图…………………………………………………………………第

4、五章：参考文献………………………………………………………………………12电力电子及电机拖动课程设计第一章：电机调速模块电路我们的设计思路是利用555构成多谐振荡器先产生占空比可调的方波(其实方法可以利用单片机产生PWM方波)+4功率器件构成的H桥电路，用以驱动直流电机转动。当然还许多驱动方案,比如三极管-电阻作栅极驱动低压驱动电路的简易栅极驱动，还有可以直接用个MCU产生PWM外加一个MOS管驱动也可以。1.1、直流电机驱动电路的设计目标在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑一下几点：1、 功能：电机是单向还是双向转动？需不需要调速

5、？对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速，只要使用继电器即可；但如果需要调速，可以使用三极管，场效应管等开关元件实现PWM（脉冲宽度调制）调速。2、性能：对于PWM调速的电机驱动电路，主要有以下性能指标。1）输出电流和电压范围，它决定着电路能驱动多大功率的电机。2）效率，高的效率不仅意味着节省电源，也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率，可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通（H桥或

6、推挽电路可能出现的一个问题，即两个功率器件同时导通使电源短路）入手。3）对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离，防止有高电压大电流进入主控电路，这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。4）对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染；大的电流可能导致地线电位浮动。5）可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到，无论加上何种控制信号，何种无源负载，电路都是安全的。根据课题任务书的任务和要求我们采用555多谐振荡器产生一占空比可调的方波+4功率器件构成的H桥来驱动直流电机.电路图如下:1.2、元器件选择

7、及参数计算①555多谐振荡器12电力电子及电机拖动课程设计555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。无稳电路就是多谐振荡电路，是555电路中应用最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见，也把它分为三种。　　第一种（见图1）是直接反馈型，振荡电阻是连在输出端VO的。第二种（见图2）是间接反馈型，振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。第2个单元

8、电路（3.2.2）是方波振荡电路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路，功能相同而电路结构略有不同，因此分别以3.2.3a和3.2.3b的代号。第三种(见图3)是压控振荡器。由于电路变化形式很复杂，为简单起见，只分成最简单的