直流电动机转速的操控办法可分为2 类,即励磁操控法与电枢电压操控法。励磁操控，操控磁通,其操控功率尽管小,但低速时遭到磁饱满的约束,高速时遭到换向火花和换向器结构强度的约束;并且因为励磁线圈电感较大,动态呼应较差。所以常用的操控办法是改动电端电压调速的电枢电压操控法。
设直流电源电压为Ud ,将电枢串联一个电阻R ,接到电源Ud ,则电枢两头的电压Ua 为Ua = Ud - IaR
明显,调理电阻R 即可改动端电压,到达调速意图。但这种传统的调压调速办法,其功率低。因此,跟着电力电子技术的前进,开展了许多新的电枢电压操控办法。其间,PWM(脉宽调制) 是常用的一种调速办法。其根底原理如下图所示,设加在电机电枢两头的矩形波的幅值电压为Ud ,则电机电枢两头电压的平均值为:
α称为占空比。经过改动α的值,到达调压的意图。因为0 ≤α≤1 , Ua 值的规模是- Ud～+ Ud ,因此电机能够在正、反2 个方向调速作业。
是美国ATMEL 公司出产的增强RISC、内载Flash 的高性能8 位单片机,它履行速度快,有杰出的性能价格比,因此得到愈来愈遍及的使用。
硬件电路如图2 所示。集成电路L298 是一种功率放大芯片,它有2 路完全相同的电路,本文中的电路只用到其间的1 路。作业原理如下:在使能端6 脚为高的情况下,当5 脚为高,7脚为低时,电机向右转;当5 脚为低,7 脚为高时,电机向左转;当5 脚和7 脚的状况相一起,电机快速中止。在6 脚为低的情况下,当5 脚和7 脚的状况相一起,电机自在中止。
测速反应电路由光码盘、发光二极管、光电三极管及施密特触发器CD40106 组成。当光码盘上的孔经过发光二极管时,发光二极管宣布的光使光电三极管导通,A 端输出低电平,B端输出高电平。当光码盘上的非孔部分经过发光二极管时,B 端输出低电平。反应信号接到单片机的8 脚( PD0/ T0) 作为定时器/ 计数器0的外部触发信号。此刻应将定时器/ 计数器0操控寄存器TCCR0 的低3 位设为110 (下降沿有用) 或111 (上升沿有用) 。脉冲发生电路用于发生核算速度的时刻基准,它每隔一段时刻发生一个脉冲,触发AT90S2313 单片机的外部中止0 ,在外部中止0 的中止服务程序中,核算出电机的转速。
主程序首要从上位机( PC 机或单片机) 取得操控电机转速的指令字,指令字包含操控电机的速度、转向等信息,然后查看收到的数据是不是有用,假如无效,则向上位机宣布“指令错”信息,持续等候上位机宣布指令字;不然,调用速度操控子程序,然后等候外部中止0 的发生。
速度操控子程序依据上位机发来的指令字输出必定占空比的PWM 波形,使电机朝必定方向按必定速度滚动。外部中止0 的中止服务子程序依据计数器0 的数值核算出电机的速度,将核算值与指令字中的速度设定值作比较,假如核算值大于设定值,则经过减小PWM 的占空比来下降电机转速,不然,应添加PWM 的占空比来升高电机的转速。
AVR单片机是一种新式的单片机,有很好的使用远景。将其用于直流电机的PWM 调整,不只调速精度高,呼应速度快,并且经济牢靠,因此具有极大使用价值。
[1 ] 宋建国.AVR单片机原理及使用[M] . 北京:北京航空航天大学出版社,1998.
[2 ] 张立勋. 机械电子学[M] . 哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,1999.
