基于pwm技術的直流電機控制系統(tǒng)

1、基于基于PWMPWM技術的直流電機控制系統(tǒng)技術的直流電機控制系統(tǒng)由于直流電機具有良好的起動、制動和調速性能，已廣泛應用于工業(yè)、航天領域等各個方面。隨著電力電子技術的發(fā)展，脈寬調制（PWM）調速技術已成為直流電機常用的調速方法，具有調速精度高、響應速度快、調速范圍寬和功耗低等特點。而以H橋電路作為驅動器的功率驅動電路，可方便地實現直流電機的四象限運行，包括正轉、正轉制動、反轉、反轉制動，已廣泛應用于現代直流電機伺服系統(tǒng)中。１.直流電機PW

2、M調速控制原理眾所周知，直流電動機轉速公式為【1】：n=(UIR)Kφ其中U為電樞端電壓，I為電樞電流，R為電樞電路總電阻，φ為每極磁通量，K為電動機結構參數。直流電機轉速控制可分為勵磁控制法與電樞電壓控制法。勵磁控制法用得很少，大多數應用場合都使用電樞電壓控制法。隨著電力電子技術的進步，改變電樞電壓可通過多種途徑實現，其中脈沖寬度調制(PWM)便是常用的改變電樞電壓的一種調速方法。其方法是通過改變電機電樞電壓接通時間與通電周期的比值(

3、即占空比)來調整直流電機的電樞電壓U，從而控制電機速度。PWM的核心部件是電壓脈寬變換器，其作用是根據控制指令信號對脈沖寬度進行調制，以便用寬度隨指令變化的脈沖信號去控制大功率晶體管的導通時間，實現對電樞繞組兩端電壓的控制。電壓脈寬變換器結構如圖1所示，由三角波發(fā)生器、加法器和比較器組成。三角波發(fā)生器用于產生一定頻率的三角波UT，該三角波經加法器與輸入的指令信號UI相加，產生信號UIUT，然后送入比較器。比較器是一個工作在開環(huán)狀態(tài)下的運

4、算放大器，具有極高的開環(huán)增益及限幅開關特性。兩個輸入端的信號差的微弱變化，會使比較器輸出對應的開關信號。一般情況下，比較器負輸入端接地，信號UIUT從正端輸入。當UIUT＞０時，比較器輸出滿幅度的正電平；當UIUT＜０時，比較器輸出滿幅度的負電平。由圖3可以看出，首先由單片機發(fā)出電機邏輯控制信號，主要包括電機運轉方向信號Dir，電機調速信號PWM及電機制動信號Brake，然后由TL494進行脈寬調制，其輸出信號驅動H橋功率電路來驅動直流

5、電機。其中H橋是由4個大功率增強型場效應管構成的，其作用是改變電機的轉向，并對驅動信號進行放大。3.TL494脈沖寬度調制電路31TL494各管腳功能。在實現電機PWM控制的電路中，本系統(tǒng)選用TL494芯片，其內部電路由基準電壓產生電路、振蕩電路、間歇期調整電路、兩個誤差放大器、脈寬調制比較器以及輸出電路等組成。，共16個管腳，其功能結構如圖4所示。TL494芯片廣泛應用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關電源。其片內資源有【2】：集成