PWM控制直流電機(jī)調(diào)速

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速緒論脈寬調(diào)制(PWM)控制技術(shù)，是利用半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，把直流電壓變成電壓脈沖序列，并控制電壓脈沖的寬度和脈沖序列的周期以達(dá)到變壓變頻目的的一種控制技術(shù)。PWM控制技術(shù)廣泛地應(yīng)用于開關(guān)穩(wěn)壓電源，不間斷電源(UPS)，以及交直流電動機(jī)傳動等領(lǐng)。本文闡述了PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本原理和特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上給出了一種基于Mitel SA866DE三相PWM波形發(fā)生器和絕緣柵雙極功率晶體管(IGBT)的變頻調(diào)速設(shè)計(jì)方案。 直流電動機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性,調(diào)速平滑、方便,調(diào)速范圍廣;過載能力大,能承受頻繁的沖擊負(fù)載,可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級快速起動、制動和反轉(zhuǎn);能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動系統(tǒng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)主要有三種方法：調(diào)節(jié)電樞供電的電壓、減弱勵磁磁通和改變電樞回路電阻。針對三種調(diào)速方法，都有各自的特點(diǎn)，也存在一定的缺陷。例如改變電樞回路電阻調(diào)速只能實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速，減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但這種方法的調(diào)速范圍不大，一般都是配合變壓調(diào)速使用。所以，在直流調(diào)速系統(tǒng)中，都是以變壓調(diào)速為主。其中，在變壓調(diào)速系統(tǒng)中，大體上又可分為可控整流式調(diào)速系統(tǒng)和直流PWM調(diào)速系統(tǒng)兩種。直流PWM調(diào)速系統(tǒng)與可控整流式調(diào)速系統(tǒng)相比有下列優(yōu)點(diǎn):由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高,僅靠電樞電感的濾波作用就可獲得平穩(wěn)的直流電流,低速特性好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1：10000左右;同樣,由于開關(guān)頻率高,快速響應(yīng)特性好,動態(tài)抗干擾能力強(qiáng),可以獲得很寬的頻帶;開關(guān)器件只工作在開關(guān)狀態(tài),主電路損耗小,裝置效率高;直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。 正因?yàn)橹绷鱌WM調(diào)速系統(tǒng)有以上的優(yōu)點(diǎn)，并且隨著電力電子器件開關(guān)性能的不斷提高,直流脈寬調(diào)制( PWM) 技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。傳統(tǒng)的模擬和數(shù)字電路PWM已被大規(guī)模集成電路所取代,這就使得數(shù)字調(diào)制技術(shù)成為可能。目前,在該領(lǐng)域中大部分應(yīng)用的是數(shù)字脈寬調(diào)制器與微處理器集為一體的專用控制芯片, 如TI公司生產(chǎn)的TMS320C24X系列芯片。電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制,是電氣傳動發(fā)展的主要方向之一。采用微機(jī)控制后,整個調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化,結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,操作維護(hù)方便,電動機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速精度可達(dá)到較高水平,靜動態(tài)各項(xiàng)指標(biāo)均能較好地滿足工業(yè)生產(chǎn)中高性能電氣傳動的要求。 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速1 PWM調(diào)速控制概述1.1直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制1.1.1直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制類型直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制可分為勵磁控制法與電樞電壓控制法。勵磁控制法是控制磁通，其控制功率小，低速時受到磁飽和限制，高速時受到換向火花和換向器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制，而且由于勵磁線圈電感較大動態(tài)響應(yīng)較差，所以這種控制方法用得很少。大多數(shù)應(yīng)用場合都使用電樞電壓控制法。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，改變電樞電壓可通過多種途徑實(shí)現(xiàn)，其中PWM(脈寬調(diào)制)便是常用的改變電樞電壓的一種調(diào)速方法。1.1.2直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速n=(U-IR)/K其中U為電樞端電壓，I為電樞電流，R為電樞電路總電阻，為每極磁通量，K為電動機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。此電路是通過調(diào)節(jié)電壓U來改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的。此電路電機(jī)額定電壓為12V。1.2 PWM調(diào)速控制的原理PWM調(diào)速控制的基本原理是按一個固定頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)接通和斷開的時間比(占空比)來改變直流電機(jī)電樞上電壓的占空比，從而改變平均電壓，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在脈寬調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)通電時其速度增加，電機(jī)斷電時其速度減低。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時間，即可控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。而且采用PWM技術(shù)構(gòu)成的無級調(diào)速系統(tǒng)啟停時對直流系統(tǒng)無沖擊，并且具有啟動功耗小、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)。設(shè)電機(jī)始終接通電源時，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為nmax，且設(shè)占空比為D=tT，則電機(jī)的平均速度nd為：nd= nmaxD 由公式可知，當(dāng)改變占空比D=tT時，就可以得到不同的電機(jī)平均速度Vd，從而達(dá)到調(diào)速的目的。嚴(yán)格地講，平均速度與占空比D并不是嚴(yán)格的線性關(guān)系，在一般的應(yīng)用中，可將其近似地看成線性關(guān)系。 在直流電機(jī)驅(qū)動控制電路中，PWM信號由外部控制電路提供，并經(jīng)高速光電隔離電路、電機(jī)驅(qū)動邏輯與放大電路后，驅(qū)動H橋下臂MOSFET的開關(guān)來改變直流電機(jī)電樞上平均電壓，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)PWM調(diào)速。1.3 橋式電路的結(jié)構(gòu)及原理橋式電路是一種最基本的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)。控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的橋式驅(qū)動電路有單電源和雙電源兩種驅(qū)動方式。由于本例采用單電源的驅(qū)動方式可以滿足實(shí)際的應(yīng)用需要，所以這里只介紹單電源的驅(qū)動方式，其電路如下圖1所示。圖1 驅(qū)動方式注意，在上圖中的4個二極管為續(xù)流二極管。如果選用的驅(qū)動電路中使用的是晶體三極管，那么這4個二極管是必須使用的，其主要作用是用以消除電機(jī)所產(chǎn)生的反向電動勢，避免該反向電動勢對晶體三極管的反向擊穿。單電源方式的橋式驅(qū)動電路又稱為全橋方式驅(qū)動或者H橋方式驅(qū)動。電機(jī)正轉(zhuǎn)時三極管Q1和Q4導(dǎo)通，反轉(zhuǎn)時Q2和Q3導(dǎo)通，兩種情況下，加在電機(jī)兩端的電壓極性相反。當(dāng)4個晶體三極管全部關(guān)斷時，電機(jī)停轉(zhuǎn)。若Q1與Q3關(guān)斷，而Q2與Q4同時導(dǎo)通時，電機(jī)處于短路制動狀態(tài)，將在瞬時停止轉(zhuǎn)動。這4種狀態(tài)所對應(yīng)的H橋式驅(qū)動電路狀態(tài)如下圖2所示。 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速 （a） （b） (c) (d)圖2 驅(qū)動電路狀態(tài)上圖2中，從圖（a）到圖（d）分別表示H橋式驅(qū)動電路的開關(guān)工作狀態(tài)的切換，電機(jī)分別處于正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停機(jī)和短路制動4個狀態(tài)。從圖中可以看出，該電機(jī)的驅(qū)動電路可以完成本例的兩個基本要求：通過三極管的放大，保證了電機(jī)的驅(qū)動電流；通過橋式電路，對不同開關(guān)的選擇，可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的數(shù)字電平控制三極管的導(dǎo)通和截止，從而控制小電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。2 SG3525芯片的選擇2.1 SG3525功能簡介 SG3525是電流控制型PWM控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信號與誤差放大器輸出信號進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。2.2 引腳功能及特點(diǎn)簡介SG3525芯片內(nèi)部電路原理圖如圖3圖3 SG3525芯片內(nèi)部電路原理1.Inv.input(引腳1)：誤差放大器反向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)中，該引腳接反饋信 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速號。在開環(huán)系統(tǒng)中，該端與補(bǔ)償信號輸入端（引腳9）相連，可構(gòu)成跟隨器。 2.Noninv.input(引腳2)：誤差放大器同向輸入端。在閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)中，該端接給定信號。根據(jù)需要，在該端與補(bǔ)償信號輸入端（引腳9）之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型的調(diào)節(jié)器。 3.Sync(引腳3)：振蕩器外接同步信號輸入端。該端接外部同步脈沖信號可實(shí)現(xiàn)與外電路同步。 4.OSC.Output(引腳4)：振蕩器輸出端。 5.CT(引腳5)：振蕩器定時電容接入端。 6.RT（引腳6）：振蕩器定時電阻接入端。 7.Discharge(引腳7)：振蕩器放電端。該端與引腳5之間外接一只放電電阻，構(gòu)成放電回路。 8.Soft-Start(引腳8)：啟動電容接入端。該端通常接一只5 的啟動電容。 9.Compensation(引腳9)：PWM比較器補(bǔ)償信號輸入端。在該端與引腳2之間接入不同類型的反饋網(wǎng)絡(luò)，可以構(gòu)成比例、比例積分和積分等類型調(diào)節(jié)器。 10.Shutdown(引腳10)：外部關(guān)斷信號輸入端。該端接高電平時控制器輸出被禁止。該端可與保護(hù)電路相連，以實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。 11.Output A（引腳11）：輸出端A。引腳11和引腳14是兩路互補(bǔ)輸出端。 12.Ground(引腳12)：信號地。 13.Vc(引腳13)：輸出級偏置電壓接入端。 14.Output B（引腳14）：輸出端B。引腳14和引腳11是兩路互補(bǔ)輸出端。 15.Vcc（引腳15）：偏置電源接入端。 16.Vref(引腳16)：基準(zhǔn)電源輸出端。該端可輸出一溫度穩(wěn)定性極好的基準(zhǔn)電壓。 特點(diǎn)如下： （1）工作電壓范圍寬：835V。 （2）5.1（1 1.0%）V微調(diào)基準(zhǔn)電源。 （3）振蕩器工作頻率范圍寬：100Hz400KHz. （4）具有振蕩器外部同步功能。 （5）死區(qū)時間可調(diào)。 （6）內(nèi)置啟動電路。 （7）具有輸入欠電壓鎖定功能。 （8）具有PWM鎖存功能，禁止多脈沖。 （9）逐個脈沖關(guān)斷。 （10）雙路輸出（灌電流/拉電流）： mA(峰值)。 2.3 SG3525的工作原理 SG3525內(nèi)置了5.1V精密基準(zhǔn)電源，微調(diào)至 1.0%，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電組。SG3525還增加了同步功能，可以工作在主從模式，也可以與外部系統(tǒng)時鐘信號同步，為設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。在CT引腳和Discharge引腳之間加入一個電阻就可以實(shí)現(xiàn)對死區(qū)時間的調(diào)節(jié)功能。由于SG3525內(nèi)部集成了啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。 SG3525的啟動接入端（引腳8）上通常接一個5 的啟動電容。上電過程中，由于電容兩端的電壓不能突變，因此與啟動電容接入端相連的PWM比較器反向輸入端處于低電平，PWM比較器輸出高電平。此時，PWM鎖存器的輸出也為高電平，該高電平通過兩個或非門加到輸出晶體管上，使之無法導(dǎo)通。只有啟動電容充電至其上的電壓使引腳8處于高電平時，SG3525才開始工作。由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。當(dāng)輸出電壓因輸入電壓的升高或負(fù)載的變化而升高時，誤差放大器的輸出將減小，這將導(dǎo)致PWM比較器輸出為正的時間變長，PWM鎖存器輸出高電平的時間也變長，因此輸出晶體管的導(dǎo)通時間將最終變短，從而使輸出電壓回落到額定值，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)。反之亦然。 外接關(guān)斷信號對輸出級和啟動電路都起作用。當(dāng)Shutdown（引腳10）上的信號為高電平時，PWM鎖存器將立即動作，禁止SG3525的輸出，同時，啟動電容將開始放電。如果該高電平持續(xù)，啟動電容將充分放電，直到關(guān)斷信號結(jié)束，才重新進(jìn)入啟動過程。注意，Shutdown引腳不能懸空，應(yīng)通過接地電阻可靠接地，以防止外部干擾信號耦合而影響SG3525的正常工作。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級和啟動電路。如果輸入電壓過低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時，啟動電容將開始放電。 此外，SG3525還具有以下功能，即無論因?yàn)槭裁丛蛟斐蒔WM脈沖中止，輸出都將被中止，直到下一個時鐘信號到來，PWM鎖存器才被復(fù)位。 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速3 LMD18200芯片的選擇3.1 LMD18200芯片的主要性能（1）峰值輸出電流高達(dá)6A，連續(xù)輸出電流達(dá)3A（2）工作電壓高達(dá)55V (3) Low RDS(ON) typically 0.3W per switch (4) TTL/CMOS兼容電平的輸入 (5) 無“shoot-through” 電流 (6) 具有溫度報警和過熱與短路保護(hù)功能 (7) 芯片結(jié)溫達(dá)145，結(jié)溫達(dá)170時，芯片關(guān)斷 (8) 具有良好的抗干擾性3.2 典型應(yīng)用(1) 驅(qū)動直流電機(jī)、步機(jī)電機(jī)(2) 伺服機(jī)構(gòu)系統(tǒng)位置與轉(zhuǎn)速(3) 應(yīng)用于機(jī)器人控制系統(tǒng)(4) 應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)(5) 應(yīng)用于電腦打印機(jī)與繪圖儀3.3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳說明 LMD18200外形結(jié)構(gòu)如圖4所示，內(nèi)部電路框圖5所示。它有11個引腳,采用TO-220和雙列直插式封裝。圖4 LMD18200外形結(jié)構(gòu)圖圖5 LMD18200內(nèi)部電路框圖各引腳的功能如下表1： 9 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速引腳名稱功能描述1、11橋臂1，2的自舉輸入電容連接端在腳1與腳2、腳10與腳11之間應(yīng)接入10uF的自舉電容2、10H橋輸出端3方向輸入端轉(zhuǎn)向時，輸出驅(qū)動電流方向見表2。該腳控制輸出1與輸出2（腳2、10）之間電流的方向，從而控制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的方向。4剎車輸入端剎車時，輸出驅(qū)動電流方向見表2。通過該端將馬達(dá)繞組短路而使其剎車。剎車時，將該腳置邏輯高電平，并將PWM信號輸入端（腳5）置邏輯高電平，3腳的邏輯狀態(tài)決定于短路馬達(dá)所用的器件。3腳為邏輯高電平時，H橋中2個高端晶體管導(dǎo)通；3腳呈邏輯低電平時，H橋中2個低端晶體管導(dǎo)通。腳4置邏輯高電平、腳5置邏輯低電平時，H橋中所有晶體管關(guān)斷，此時，每個輸出端只有很小的偏流（1.5mA）。5PWM信號輸入端PWM信號與驅(qū)動電流方向的關(guān)系見表2。該端與3腳（方向輸入）如何使用，決定于PWM信號類型。6、7電源正端與負(fù)端8電流取樣輸出端提供電流取樣信號，典型值為377 A/A。9溫度報警輸出溫度報警輸出，提供溫度報警信號。芯片結(jié)溫達(dá)145時，該端變?yōu)榈碗娖?；結(jié)溫達(dá)170時，芯片關(guān)斷。表1 引腳的功能LMD18200邏輯真值表2PWM轉(zhuǎn)向剎車實(shí)際輸出驅(qū)動電流電機(jī)工作狀態(tài)HHL流出1、流入2正轉(zhuǎn)HLL流入1、流出2反轉(zhuǎn)LL流出1、流出2停止HHH流出1、流出2停止HLH流入1、流入2停止LXHNONE表2 LMD18200邏輯真值3.4 LMD18200工作原理：內(nèi)部集成了四個DMOS管，組成一個標(biāo)準(zhǔn)的H型驅(qū)動橋。通過充電泵電路為上橋臂的2個開關(guān)管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個300kHz左右的工作頻率?？稍谝_1、11外接電容形成第二個充電泵電路，外接電容越大，向開關(guān)管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時間越短，工作頻率可以更高。引腳 2、10接直流電機(jī)電樞，正轉(zhuǎn)時電流的方向應(yīng)該從引腳2到引腳10；反轉(zhuǎn)時電流的方向應(yīng)該從引腳10到引腳2。電流檢測輸出引腳8可以接一個對地電阻，通過電阻來輸出過流情況。內(nèi)部保護(hù)電路設(shè)置的過電流閾值為10A，當(dāng)超過該值時會自動封鎖輸出，并周期性的自動恢復(fù)輸出。如果過電流持續(xù)時間較長，過熱保護(hù)將關(guān)閉整個輸出。過熱信號還可通過引腳9輸出，當(dāng)結(jié)溫達(dá)到145度時引腳9有輸出信號。3.5 應(yīng)用電路及其說明 11 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速LMD18200典型應(yīng)用電路如圖6所示。圖6 LMD18200單極性驅(qū)動電動機(jī)的實(shí)際應(yīng)用電路LMD18200提供雙極性驅(qū)動方式和單極性驅(qū)動方式。雙極性驅(qū)動是指在一個PWM周期里，電動機(jī)電樞的電壓極性呈正負(fù)變化。雙極性可逆系統(tǒng)雖然有低速運(yùn)行平穩(wěn)性的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著電流波動大，功率損耗較大的缺點(diǎn)，尤其是必須增加死區(qū)來避免開關(guān)管直通的危險，限制了開關(guān)頻率的提高，因此只用于中小功率直流電動機(jī)的控制。本文中將介紹單極性可逆驅(qū)動方式。單極性驅(qū)動方式是指在一個PWM周期內(nèi),電動機(jī)電樞只承受單極性的電壓。該應(yīng)用電路是Motorola 68332CPU與LMD18200接口例子，它們組成了一個單極性驅(qū)動直流電機(jī)的閉環(huán)控制電路。在這個電路中，PWM控制信號是通過引腳5輸入的，而轉(zhuǎn)向信號則通過引腳3輸入。根據(jù)PWM控制信號的占空比來決定直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。采用一個增量型光電編碼器來反饋電動機(jī)的實(shí)際位置，輸出AB兩相，檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置，形成閉環(huán)位置反饋，從而達(dá)到精確控制電機(jī)。4 PWM 直流電機(jī)控制電路4.1 電路特點(diǎn)本電路能驅(qū)動多種型號 12V 30V 的 PMDC 型電機(jī)，能提供 3A 的最大電流，通過滑片開關(guān)控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。電位器控制電機(jī)速度，電路簡單，性能可靠。具有以下特點(diǎn)：1 PWM 可調(diào)頻率范圍為 1 16kHz 35 1kH2 占空比可調(diào)范圍為 10 100 3 負(fù)載短路保護(hù)功能4 電機(jī)驅(qū)動芯片過熱保護(hù)功能5 未使用單片機(jī)，降低了控制電路成本4.2 控制電路結(jié)構(gòu)原理圖控制電路如圖7所示。 LMD18200 和 SG3525 為電路核心芯片。 SG3525 為脈寬調(diào)制控制器， LMD18200 為電機(jī)雙向驅(qū)動芯片。 13 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速圖7 控制電路原理圖電路設(shè)計(jì)原理： (1) PWM 信號的產(chǎn)生PWM信號由 SG3525芯片產(chǎn)生， 脈沖的頻率由該芯片的 5 、 6 腳所接電容 C3 和電阻 R3 參數(shù)決定；調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 P2 可以得到 1 16kHz 35 1kHz 范圍內(nèi)的 PWM 信號；調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 P1 可以使占空比在 10 100 范圍內(nèi)變化，有效的控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。（2）電機(jī)驅(qū)動電壓的產(chǎn)生(a) 后級電機(jī)驅(qū)動芯片使用 LMD18200，但SG3525 最大的驅(qū)動電流為 400mA ，不能滿足 3A 電流的驅(qū)動要求 ，因此將 SG3525 輸出引腳 11 和 14 分別連接到地(b) 反饋 R1 接 VREF 端將芯片內(nèi) OC 三極管輸出轉(zhuǎn)變?yōu)?TTL 電平輸出 (c) LMD18200 具有過熱自動保護(hù)功能，在溫度達(dá)到 170 時，芯片自動斷電，當(dāng)溫度達(dá)到 145 時。芯片通過第 9 腳輸出過熱信號，因未使用其他判斷電路或單片機(jī)，此引腳輸出信號無用，通過 R4 直接拉到高電平(d) 滑片開關(guān) S1 接到 LMD18200 的 3 腳 DIR 端控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向(e) 芯片 4 腳為強(qiáng)制停機(jī)信號輸入端，高電平有效，因不存在外圍控制電路，直接將其接地(f) 芯片的 2 腳和 10 腳為電機(jī)驅(qū)動引腳。 7 .5V 18V 非穩(wěn)定電壓通過 K2 送入 L7805ACV 產(chǎn)生 5V 直流穩(wěn)壓，電容 C5 、 C8 和 C9 為輸入和輸出端電源濾波，減少電源噪聲(g) 電機(jī)供電電源通過 K3 輸入，濾波電容 C6 和 C7 應(yīng)根據(jù)所選擇的供電電壓來選擇合適的耐壓值，發(fā)光二極管 D2 為電路工作指示燈，在供電電壓為 12V 時，電阻 R7 推薦值為 1K ，在供電電壓為 24 時， R7 的推薦值為 1 5K 4.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)占空比D(100%)輸出電壓 V占空比D(100%)輸出電壓 V頻率f 4K250.17250.09502.39501.32759.20755.709511.319510.53頻率f 10k250.21250.17502.66502.03759.64756.369511.559511.44表3 負(fù)載、占空比與輸出電壓的關(guān)系由表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出隨著電阻的調(diào)節(jié)，當(dāng)占空比越大，其輸出電壓越大，則直流電機(jī)轉(zhuǎn)的也就越快。 15 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 PWM控制直流電機(jī)調(diào)速4.4 實(shí)驗(yàn)圖片圖8 電路接線圖9 電路接線結(jié)論時間過得很快，隨著我們大家的共同努力，我們的項(xiàng)目PWM調(diào)速控制最終成功完成。在此期間我懂得了許多，我們根據(jù)電路原理圖采購所需的電子元器件，最后進(jìn)行的是電路焊接與調(diào)試，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻P1可以得到不同頻率范圍的PWM信號；調(diào)節(jié)可調(diào)電阻P1可以使占空比得到變化，進(jìn)而有效的控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，而通過對滑片開關(guān)的控制可以使電機(jī)進(jìn)行不同方向的轉(zhuǎn)動。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出當(dāng)改變電阻時，在總體情況下，占空比越大輸出電壓越大，及電機(jī)轉(zhuǎn)的越快。在占空比在50%以下增大時，輸出電壓沒有得到較明顯的升高，但當(dāng)在后50%增加時輸出電壓會有很明顯的增大。我知道了直流電動機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性,調(diào)速平滑、方便,調(diào)速范圍廣;過載能力大,能承受頻繁的沖擊負(fù)載,可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級快速起動、制動和反轉(zhuǎn);能滿足生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動系統(tǒng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。也知道了PWM調(diào)速控制的基本原理是按一個固定頻率來接通和斷開電源，并根據(jù)需要改變一個周期內(nèi)接通和斷開的時間比(占空比)來改變直流電機(jī)電樞上電壓的占空比，從而改變平均電壓，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在脈寬調(diào)