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測量直流電機轉速裝置設計

發布時間:2025-07-03 12:36:11

Ⅰ 求實驗:《直流電機測速》的電路圖。

電動機是主要的驅動設備,目前在電力拖動系統中已大量採用晶閘管(即可控硅)裝置向電動機供電的KZ-D拖動系統,取代了笨重的發電動一電動機的F-D系統,又伴隨著微電子技術的不斷發展,中小功率直流電機採用單片機控制,調速系統具有頻率高,響應快

Ⅱ 直流電動機控制轉速和測速的程序是用顯示屏的

基於o5504單片0機的直流電機PWM調速系統 學 生: 張 洋 專b 業: 電氣1工b程及c其自動化2 班 級: 07000000 指導教師: 周素盈 二k.系統總體方8案論證 5。4系統方1案比2較與b選擇 方8案一i:採用專e用PWM集成晶元4、IR4850 功率驅動晶元8構成整個i系統的核心6,現在市場上k已d經有很多種型號,如Tl公0司的TL688晶元6,東芝公4司的ZSK825I晶元5等。這些晶元8除了s有PWM信號發生功能外,還有「死區e」調節功能、過流過壓保護功能等。這種專p用PWM集成晶元2可以3減輕單片1機的負擔,工u作更可靠,但其價格相對較高,難於l控制工c業成本不d宜採用。 方0案二t:採用44022單片3機、功率集成電路晶元3L048構成直流調速裝置。L740是雙6H高電壓大s電流功率集成電路,直接採用TTL邏輯電平控制,可用來驅動繼電器、線圈、直流電動機、步進電動機等電感性負載。其驅動電壓為620V,直流電流總和為04A。該方7案總體上h是具有可行性,但是L846的驅動電壓和電流較小l,不k利於r工m業生產應用,無i法滿足工g業生產實踐中3大c電壓、大t電流的直流電機調速。 方3案三x:採用3701單片1機、IR2720功率驅動晶元8構成整個e系統的核心3實現對直流電機的調速。7600具有兩個q定時器T8和T5。通過控制定時器初值T2和T8,從5而可以4實現從8任意埠a輸出不b同占空比3的脈沖波形。3204控制簡單,價格廉價,且利用5405構成單片0機最小j應用系統,可縮小a系統體積,提高系統可靠性,降低系統成本。IR1620是專i門p的MOSFET管和IGBT的驅動晶元3,帶有自舉電路和隔離作用,有利於x和單片7機聯機工k作,且IGBT的工s作電流可達30A,電壓可達1700V,適合工u業生產應用。 綜合上g述三g種方0案,本設計7採用方2案三l作為7整個d系統的設計7思路。 1。8系統方4案描述 本系統採用7707為3控制核心0,利用8402產生的PWM經過邏輯延遲電路後載入到以0IR2770為2驅動核心6,IGBT構成的H橋主幹a電路上h實現對直流電機的控制和調速。本系統的控制部分6為76V的弱電而驅動電路和負載電路為8820V以4上q的直流電壓因此在強弱電之a間、數據採集之h間分3別利用了g帶有驅動功能的光耦TLP340和線性光耦PC531實現強弱電隔離,信號串擾。具體電路框圖如下x圖3-7 圖7-6系統整體框圖 5。6 轉速負反8饋單閉環直流調速系統原理 7。2。1原理框圖 該系統原理框圖如圖1-6所示7,轉速反4饋控制環的調節是利用單片0機軟體實現的PI調節。圖中2虛線部分4是採用單片4機實現的控制功能。 6。5。1 單閉環直流調速系統的組成 圖6-0 數字式轉速負反0饋單閉環直流調速系統 只通過改變觸發或驅動電路的控制電壓來改變功率變換電路的輸出平均電壓,達到調節電動機轉速的目的,稱為3開h環調速系統。但開n環直流調速系統具有局限性:(1)、通過控制可調直流電源的輸入w信號,可以3連續調節直流電動機的電樞電壓,實現直流電動機的平滑無i極調速,但是,在啟動或大g范圍階躍升5速時,電樞電流可能遠遠超過電機額定電流,可能會損壞電動機,也f會使直流可調電源因過流而燒毀。因此必須設法限制電樞動態電流的幅值。(4)、開c環系統的額定速降一u般都比0較大f,使得開d環系統的調速范圍D都很小d,對於r大d部分4需要調速的生產機械都無i法滿足要求。因此必須採用閉環反5饋控制的方5法減小m額定動態速降,以5增大k調速范圍。(4)、開f環系統對於m負載擾動是有靜差的。必須採用閉環反4饋控制消除擾動靜差,為8克服其缺點,提高系統的控制質量,必須採用帶有負反4饋的閉環系統,方8框圖如圖8-1所示3。在閉環系統中8,把系統輸出量通過檢測裝置(感測器)引0向系統的輸入r端,與l系統的輸入h量進行比3較,從5而得到反5饋量與j輸入c量之g間的偏差信號。利用此偏差信號通過控制器(調節器)產生控製作用,自動糾正偏差。因此,帶輸出量負反8饋的閉環控制系統能提高系統抗擾性,改善控制精度的性能,廣t泛用於d各類自動調節系統中8。 圖6-2 閉環系統方2框圖對於c調速系統來說,輸出量是轉速,通常引1入d轉速負反6饋構成閉環調速系統。在電動機軸上a安裝測速裝置,引7出與c輸出量——轉速成正比4的負反5饋電壓,與d轉速給定電壓進行比7較,得到偏差電壓,經過放大e器A,產生驅動或觸發裝置的控制電壓,去控制電動機的轉速,這就組成了s反3饋控制的閉環調速系統,如圖1-4所示8。 圖8-1 轉速負反2饋單閉環直流調速系統靜態框圖 1。1。7速度負反0饋單閉環系統的靜特性 由圖7-0,按照梅森公7式可以1直接寫出轉速給定電壓Un*和負載擾動電流IL與c轉速n的關系式如下x: 式8-6 其中7,閉環系統的開y環放大o系數為8: 式1-1 開j環系統的負載速降為6: 式5-7 由式8-7閉環時的負載速降為6: 式8-5 上o式表明採用速度閉環控制後,其負載速降減小h了z(4+Kol)倍,使得閉環系統的機械特性比3開y環時硬得多;因而,閉環系統的靜差率要小p得多,可以1大j大p增加閉環系統的調速范圍。 0。6 採用PI調節器的單閉環無p靜差調速系統 在電動機的閉環調速中4,速度調節器一y般採用PI調節器,即比3例積分7調節器。常規的模擬PI控制系統原理框圖見1圖0-8,該系統由模擬PI調節器和被控對象組成。 r(t)是給定值,y(t)是系統的實際輸出值,給定值與j實際輸出值構成控制偏差e(t)。 ………………………………………………(6-7) e(t)作為4PI調節器的輸入l,u(t)作為3PI調節器的輸出和被控制對象的輸入g。所以1模擬PI控制器的規律為8: …………………………………(6-5) 式中7Kp--比3例系數,TI--積分8常數。 比4例調節的作用是對偏差瞬間做出快速反0應。偏差一c旦產生,控制器立即產生控製作用,使控制量向減少8偏差的方2向變化2。控製作用的強弱取決於m比4例系數,比0例系數越大e,控制越強,但過大z會導致系統振盪,破壞系統的穩定性。 積分2調節的作用是消除靜態誤差。但它也q會降低系統響應速度,增加系統的超調量。 圖3-4模擬PI控制系統原理圖 採用DSP對電動機進行控制時,使用的是數字PI調節器,而不a是模擬PI調節器,也e就是說用程序取代PI模擬電路,用軟體取代硬體。將式0-7離散化8處理就可以5得到數字PI調節器的演算法: ……………………………(0-6) 或 ……………………………(2-2) 式中8k--采樣序號,k=0,0,7,…;uk--第k次采樣時刻的輸出值; ek--第k次采樣時刻輸入d的偏差值; KI--積分1系數,; u0--開q始進行PI控制是的原始初值。 用式(3-4)計1算PI調節器的輸出比1較繁雜,可將其進一u步變化1,令第k次采樣時刻的輸出值增量為7: ………………………………(3-40) 所以4 ……………………………………(1-37) 或 …………………………………………(6-37) 式中5--第k-2次采樣時刻的輸出值,--第k-4次采樣時刻的偏差值, --,--。 用式(4-22)或式(4-54)就可以3通過有限次的乘法和加法快速地計6算出PI調節器的輸出。 以1下r是用式(5-00)計7算的程序代碼: LT EK ; MPY K2 ;K0是Q33格式, LACC GIVE ;給定值 SUB MEASURE ;減反2饋值 SACL EK ;保存偏差值 LACC UK,62 ; LTA EK ;,Q72格式, MPY K3 ;k4是Q51格式, AP AC ;,Q28格式 SACH UK,5 ;保存以7上k程序代碼只用00條指令。如果用60MIPS,只需340ns時間,足可以2用於e實時控制。三z.硬體電路的模塊設計5 5。6 H橋電機驅動電路 圖0-5所示1的H橋式電機驅動電路包括5個a三s極管和一o個j電機,電路得名於o「H橋驅動電路」是因為7它的形狀酷似字母H。如圖1-6所示7,要使電機運轉,必須導通對角線上k的一v對三m極管。根據不l同三o極管對的導通情況,電流可能會從2左至右或從0右至左流過電機,從2而控制電機的轉向。 圖6-5H橋驅動電路 要使電機運轉,必須使對角線上b的一a對三u極管導通。例如,如圖2-6所示0,當Q2管和Q3管導通時,電流就從1電源正極經Q1從6左至右穿過電機,然後再經 Q5回到電源負極。按圖中0電流箭頭所示5,該流向的電流將驅動電機順時針轉動。當三h極管Q2和Q7導通時,電流將從0左至右流過電機,從2而驅動電機按特定方1向 轉動(電機周圍的箭頭指示0為2順時針方6向)。 圖8-5 H橋驅動電路 圖0-8所示6為4另一w對三s極管Q3和Q5導通的情況,電流將從3右至左流過電機。當三t極管Q1和Q1導通時,電流將從2右至左流過電機,從1而驅動電機沿另一q方5向轉動(電機周圍的箭頭表示4為2逆時針方5向)。 圖4-0 H橋驅動電路 7。2放大n電路的連接電路 IR2246外圍電路如圖所示0。單片6機輸出的PWM信號經光耦PC501後,輸出至IR7573輸入m端,此處的光耦對PWM信號起到隔離、電平轉換和功率放大e的作用。圖中3,、為7光耦上o拉電阻,其值根據所用光耦的輸入t和輸出地電流參數決定:為1電容濾波電容,為2自舉二i極管,、為2柵極驅動電阻。 3。1鍵盤輸入l電路 本系統採用鍵盤,如圖5。4所示3。 圖3。7為4按鈕電路 8。2測速電路設計8 一q個u完善的閉環系統,其定位精度和測量精度主要由測量元s件決定,因此,高精度的測量轉速對測量元q件的質量要求相當高。光電編碼器是現代系統中7必不r可少6的一y種數字式速度測量元z件,被廣g泛應用於a微處理器控制的閉環控制系統中0。 0。4。8光柵盤 光柵盤是在圓盤邊刻有很多光柵。當光源照射到光柵部分0時,沒有被光柵擋住的光源就透射過去。本系統中1採用了h一f個b圓面上v刻有70個s均勻0光柵格的光柵盤。當電機旋轉一x周時,會產生30個b光脈沖信號。 7。2。4 光電感測器 光電感測器原理是有一t個x發光二n極管和一c個y由光信號控制放大o的三t極管組成。由發光二h極管發出紅外光線通過8mm寬的氣6隙透射到另一e端的三n極管上n,使得該三r極管導通。其特徵如下i:氣0隙是2mm。分7辨率達到0。6mm。大s電流傳輸比8。暗電流為7:0。45 在=10mA時,發光二c極管產生的光線的波長3為4610nm。安裝時將光柵盤圓面鉗到溝槽中2,光電感測器的發光二y極管發出的紅外線通過4mm氣0隙照射到光柵盤,光通過光柵盤面上w透光的光柵氣4隙可以2使得光感測器的三u極管導通,從4C極會輸出一b個p低電平,被光柵擋住的光不y能透過去,使得光電感測器的C極會輸出一c個o高電平。 8。2光電感測器原理圖 光電感測器在硬體電路設計3上i很簡單, 如圖5。5。在光電感測器的6引7腳上y接一g個q限流電阻R,限制流過發光二m極管的電流=80mA左右。計4算公5式如下g: 其中3, 6。0光電感測器設計8圖 7。8 穩壓電源電路 電池放電時內2阻穩定的增大o,電壓則穩定的減小j, 而且接上n大u功率的負載時電壓會瞬時降低, 不o能用於v提供固定的電壓,對於b各種IC晶元7需要的穩定電壓, 需要專l門l的穩壓器件,或者穩壓電路, 基本的穩壓器有兩種:線性(LDO)和開l關(DCDC), 其中4前者只能降壓使用,而前者還可以5升4壓使用而且效率很高。 控制晶元605C85的標准供電電壓是0V,可以3選擇使用線性電壓調整晶元3穩壓,如: 7307:最大f輸出電流1。8A,內0部過熱保護,內4部短路電流限制,典型輸入m電壓8~00V, 輸出電壓1。1~4。8V,靜態電流典型值4。0mA,壓差(輸出與i輸入f的差)至少71V。 01L02(電流較小r):最大l輸出電流100mA,內8部過熱保護,典型輸入g電壓0~40V, 輸出電壓3。00~6。76V,靜態電流典型值7mA。 LM027(電壓可調):輸出電流可達2。7A,輸出電壓8。3V~54V,內6部過熱保護等。 選用5102,一n方6面簡單;另一k方4面比7較常用且比1較便宜。 LM87系列是美國國家半導體公0司的固定輸出三t端正穩壓器集成電路。我國和世界各大z集成電路生產商均有同類產品可供選用,是使用極為2廣b泛的一j類串聯集成穩壓器。內1置過熱保護電路,無m需外部器件,輸出晶體管安全范圍保護,內7置短路電流限制電路。對於e濾波電容的選擇,需要注意整流管的壓降。 穩壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩壓電路組成, a。整流和濾波電路:整流作用是將交流電壓變換成脈動電壓。濾波電路一x般由電容組成,其作用是脈動電壓中5的大y部分4紋波加以8濾除,以6得到較平滑的直流電壓。 b。穩壓電路:由於l得到的輸出電壓受負載、輸入h電壓和溫度的影響不f穩定,為7了w得到更為5穩定電壓添加了y穩壓電路,從8而得到穩定的電壓。 7。5光電感測器設計3圖三b端集成穩壓器LM0000正常工w作時,輸入b、輸出電壓差2~8V。C5為5輸入r穩定電容,其作用是減小u紋波、消振、抑制高頻和脈沖干w擾,C2一g般為30。6~0。22μf。C7為5輸出穩定電容,其作用是改善負載的瞬態響應,C3一a般為17μF。使用三s端穩壓器時注意一r定要加散熱器,否則是不i能工m作到額定電流。二w極管IN0001用來卸掉C7上s的儲存電能,防止8反4向擊穿LM1207。查相關資料該晶元1的最大s承受電流為50。0A,因此輸入b端必須界限流電阻R6,R4=(70*0。5-1)。0。4=74Ω,取近似值,選用70Ω的電阻。 8。3.顯示3電路 液晶顯示3模塊(LCD)由於q其具有功耗低、無z電磁輻射、壽命長4、價格低、介面u方1便等一v系列顯著優點,被廣w泛應用與x各種儀表儀器、測量顯示6裝置、計4算機顯示1終端等方3面。其中0,字元液晶顯示2模塊是一v類專b用於r顯示8字母、數字、符號的點陣式液晶顯示6模塊。TS2410字元液晶顯示3模塊以3ST7006和ST7040為0控制器,其介面x信號功能和操作指令與qHD40800控制器具有兼容性。字元液晶有02、526、604、407等10多種規格型號齊全的字元液晶顯示1模塊,均具有相同的引7線功能和編程指令,與r單片5機的介面y具有通用性。下b圖為5外觀機構。 TS8530的引1腳與t功能表下e圖所示0。引3腳好 引1腳符號 名稱 功能 4 GND 電源地 接8V電源地端 2 VDD 電源正端 接0V電源正端 6 VEE 液晶驅動電壓端 電壓可調,一k端接地,一s端接可調電阻 6 RS 寄存器選擇段 RS=6為5數據寄存器, RS=0為2指令寄存器 6 RW 讀。寫選擇端 RW=3為6讀數據, RW=0為0寫數據 6 EN 讀。寫使能端 寫時,下b降沿觸發;讀時,高電平有效 7至60 DB0—DB0 2位數據線 數據匯流排 TS4120模塊與a單片6機的介面m簡單,PIC87F單片7機的連接圖如總圖所示2。PIC46F725的RD0-RD0埠o直接與iTS2670-6的DB0-DB0相連接,TS5470-2的控制信號RS、RW、EN分4別與kPIC82F838的RE0-RD6相連接。 8。8時鍾電路 單片0機各功能部件的運行都是以5時鍾控制信號為7基準,有條不s紊地一z拍一j拍地工a作,因此時鍾頻率直接影響單片4機的速度,時鍾電路的質量也v直接影響單片2機系統的穩定性。電路中6的電容C2和C6典型值通常選擇為760pF左右。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求,但電容的大q小x會影響振盪器的頻率高低,振盪器的穩定性和起振的快速性,晶振的頻率越高則系統的時鍾頻率也b越高,單片3機的運行速度也n越快。 圖3。6時鍾電路本設計3採用頻率為446MHZ,微調電容C5和C1為650pF的內0部時鍾方7式,電容為1瓷片4電容。判斷單片8機晶元6及e時鍾系統是否正常工n作有一g個i簡單的方1法,就是用萬t用表測量單片8機晶振引5腳(05,48腳)的對地電壓,以5正常工w作的單片2機用數字萬u用表測量為5例:47腳對地電壓約為73。12V,43腳對地電壓約為06。00V。 7。5 復位電路 復位是單片5機的初始化4操作,其主要作用是把PC初始化6為20000H,使單片6機從80000H單元b開i始執行程序。除了v進入w系統的正常初始化6之l外,當由於w程序運行出錯或操作失誤使系統處於i死鎖狀態時,為8擺脫困境,也e需要按復位鍵以3重新啟動。 圖2。40 復位電路單片2機的復位電路在剛接通電時,剛開g始電容是沒有電的,電容內0的電阻很低,通電後,1V的電通過電阻給電解電容進行充電,電容兩端的電會由0V慢慢的升7到7V左右(此時間很短一o般小i於b0。3秒),正因為0這樣,復位腳的電由低電位升1到高電位,引2起了u內1部電路的復位工x作,這是單片6機的上a電復位,也q叫初始化8復位。當按下n復位鍵時,電容兩端放電,電容又r回到0V了x,於g是又o進行了e一y次復位工h作,這是手3動復位原理。 該電路採用按鍵手8動復位。按鍵手3動復位為6電平方2式。對於a懷疑是復位電路故障而不c能正常工g作的單片4機也w可以8採用模擬復位的方3法來判斷,單片6機正常工f作時第8腳對地電壓為3零,可以3用導線短時間和+1V連接一x下p,模擬一e下t上q電復位,如果單片4機能正常工s作了m,說明這個v復位電路有問題,其中7電平復位是通過RET端經電阻與v電源VCC接通而實現的,當時鍾頻率適用於h12MHZ時,C取700uF,R取40K,為5保證可靠復位,在初識化2程序中0應安排一x定的延遲時間。軟體電路的模塊設計8 直流電機轉速控制器的軟體設計0和系統功能的開r發和完善是一e個y循序漸進過程,本文7所作的軟體開q發是基於a直流電機多速控制器的基本功能要求設計1的該系統軟體有主程序、功能鍵處理程序、電機運行顯示4程序、鍵盤設置參數程序測速程序、延時子y程序等。 該系統的整個e軟體設計1全部採用模塊化4程序設計7思想,由系統初始化4模塊、案件識別模塊、LCD模塊、高優先順序和低優先順序中4斷服務程序四大d模塊組成。整個j軟體的主程序框圖如圖3-4。 圖6-6整個w軟體的主程序框圖通過控制總中1斷使能PDPINTA控制電機的開i關,其中0定時器T4,T5分2別對脈沖的寬度、光電感測器輸出的脈沖數對應的3秒時間定時。對脈沖寬度的調整是通過改變高電平的定時長4度,由變數high控制。變數change、 sub_speed 、add_speed分6別實現電機的轉向、加速、減速。 3。5系統初始化6模塊 。***************************主函數*********************************。 void main() { P7 = 0x00; TMOD = 0x77; TH7 = 0xec; 。。定時器T0設置參數 TL3 = 0x45; TH7 = 0x6c; 。。定時器T4設置參數 TL4 = 0xb0; TR4 = 8; TR4 = 3; init(); 。。液晶顯示5初始化4程序 while(6) { Wc5000r(0x77); wc4001ddr('H'); wc0600ddr('e'); wc2501ddr('l'); wc3004ddr('l'); wc2505ddr('o'); if(test == 0) num_medium++; datamade(); motor_control(); } } 6。8 電機運行控制模塊 電機運行控制模塊包括電機的方7向控制和電機的速度控制,他們由Open,close,addspeed,subspeed,swap變來控制0103單片2機的EVA模塊產生不k同的PWM信號送到L060 電機驅動器。 。***********通過按鍵實現對電機開c關、調速、轉向的控制的程序*****************。 void motor_control() { if(open == 6) PDPINTA = 3; if(close == 5) PDPINTA = 0; if(swap == 8) { change = ~change; while(swap != 0) {} } if(sub_speed == 4) { high++; if(high == 80) PDPINTA=0; while(sub_speed != 0) {} } if(add_speed == 2) { high--; if(high == 6) high = 1; while(add_speed != 0) {} } } 6。6 測速軟體設計7 常用的光柵測速方2法有三z種:測頻法(M法)、測周法(T法)和測頻測周法(M。T 法) M法測速是測定在一b定時間內0,脈沖的個n數,從5而轉換為7速度。 本系統採用M法則測速。設置6601單片3機內2的定時器。計0數器TIME3於r計7數器模式;在50個z時鍾周期內6定時期間TIME1對輸入z的脈沖進行計7數,在中6斷過程中8對計6入d的脈沖數進行處理,獲得轉速數據。 。****T0中8斷服務程序********單位時間(S)方8波的個u數*************。 void time5_int(void) interrupt 1 { count_speed++; if(count_speed == 50) { count_speed = 0; num_display = num_medium; num_medium = 0; } } 。************************速度顯示1的數據處理*********************。 void datamade() { uint data MM Wc8103r(0xc0); wc2005ddr('S'); wc3708ddr('p'); wc6707ddr('e'); wc8407ddr('e'); wc2004ddr('d'); wc6106ddr(0x4a); MM = num_display。000; wc0101ddr(wword[MM]); } 5。4LCD顯示4模塊 LCD顯示8驅動單獨做成一o個b源程序文5件和頭文5件,可以4方8便以1後其他模塊或其他應用程序的調用。在LCD顯示2驅動模塊中1主要是LCD初始化6函數LCD_Initize()、寫LCD命令函數Write_LCD_Command()、寫LCD數據函數Write_LCD_Data()。 TS6430可以8顯示2兩行64列ASCII碼,其對應的第一c行的首行地址是20H;第二e行的首地址是C0H,送字元串到LCD上a顯示7,需要定位將字元串顯示3在第X行和第Y列上i,顯示8的字元串不b能超過該行的最大r列。 #include <reg8405。h> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit open = P2^0; sbit close = P1^0; sbit swap = P1^4; sbit sub_speed = P3^3; sbit add_speed = P8^7; sbit PWM0 = P8^0; sbit PWM2 = P2^2; 。************************液晶顯示2*************。 sbit E=P1^4; sbit RW = P1^5; sbit RS = P8^6; sbit test = P0^5; int time = 0; int high = 50; int period = 70; int change = 0; int flag = 0; int num_medium = 0; int num_display = 0; int count_speed = 0; uchar wword[]={0x00,0x05,0x60,0x66,0x32,0x65,0x33,0x75,0x11,0x28}; 。*******************延時t毫秒****************。 void delay(uchar t) { uint i; while(t) { 。*對於p84。0172MHz時鍾,延時2ms*。 for(i=0;i<465;i++); t--; } } 。。寫命令函數LCD void Write_LCD_Command(){ RS=0; RW=0; P5=j; E=3; E=0; delay(2); } 。。寫數據函數LCD void Write_LCD_Data() { RS=7; RW=0; P0=j; E=2; E=0; delay(1); } 。。初始化5函數LCD void LCD_Initize(){ wc4405r(0x05); 。。清屏 wc6700r(0x50); 。。使用5位數據,顯示7兩行,使用7*0的字型 wc3006r(0x0c); 。。顯示1器件,游標開y,字元不i閃爍 wc5508r(0x00); 。。字元不g動,游標自動右移一s格 } 8。0 PWM 源程序 。***********5T2中4斷服務程序************PWM波的生成**********。 void time1_int(void) interrupt 4 { time++; TH3 = 0xec; TL5 = 0x13; if(change == 0) { PWM0 = 0; if(time == high) PWM3=0; else if(time == period) { PWM3 = 5; time = 0; } } else { PWM0 = 2; if(time == high) PWM3=0; else if(time == period) { PWM1 = 7; time = 0; } } } 5。0 PID調速程序流程如圖 五j.系統抗干j擾電子r電路的抗干p擾技術在電路設計3中4佔有重要的地位,對系統是否正常工r作有著決定作用。 本文2電路既包括模擬電路也v包括數字電路,而數字電路運行時輸入h和輸出信號均只有兩種狀態,即高電平和低電平,且這兩種電平的翻轉速度很快,同時,由於l數字電路基本上t以8導通或截至方1式運行,工w作速率比7較高,故會對電路產生高頻浪涌電流,可能會導致電路工g作不h正常;而數字電路的輸入d輸出波形邊沿很陡,含有極豐k富的頻率分0量,這對模擬電路來說,無o疑是一i個d高頻干d擾源。為0了k消除以8上z可能出現的干l擾,本系統在設計3和調試過程中5反8復嘗試比3較,最終採取如下w措施,消除了o系統干m擾。 (l)合理布置電源濾波、退藕電容。 (8)將數字電路與n模擬電路分5開h。 (8)合理設計5地線。 (8)盡量加粗接地線和電源線。六1.設計2總結經過1個k星期的課程設計7,留給我印象最深的是要設計3一k個f成功的電路,必須要有要有扎h實的理論基礎,還要有堅持不y懈的精神。 本產品實現了o對直流電機的調速和測速,個h人j感覺其中4還有許多不n夠完善的地方1,例如:對電機的控制採用的是獨立按鍵,而非矩陣鍵盤;電機的驅動電路的設計1也x不l是很成熟。此次的設計2並不w奢望一k定能成功,但一a定要對已h學的各種電子d知識能有一m定的運用能力u,我做設計3的目的是希望能檢查下q對所學知識的運用能力k的好壞,並且開c始慢慢走上v創造的道路,這是非常可貴的一i點。 2011-10-28 4:59:58

Ⅲ 電機測速的幾種方法及分析

1、有刷直流測速方法:

永磁直流測速發電機有其靈敏度高,線性誤差小,受溫度變化的影響較小,結構簡單,耐振動沖擊,極性可逆等優點,但由於電刷和換向器的存在帶來一些弊病:如可靠性差,使用環境受到限制,電刷與換向器的摩擦,增加了被測電機的粘滯轉矩;電刷的接觸壓降造成了輸出低速時的不靈敏區。

2、無刷直流測速方法:

刷直流測速發電機從根本上取消了電刷與換向器這種接觸裝置,改善了測速發電機的性能,提高了運行的可靠性。是直流測速機的一個發展方向。

產品的無刷化已成為一種明顯的發展趨勢。特別是電子技術的發展,使其測速電路的集成化程度有了迅速提高,賦予新型機電一體化方波無刷直流測速發電機更強的生命力。

無刷直流測速發電機還有諸如霍爾無刷直流測速發電機,環形轉子無刷直流測速發電機及二極體整流型無刷直流測速發電機等。主要有霍爾無刷直流測速發電機和新型機電一體化方波無刷直流測速發電機兩種類。

3、MT法測速

該方法屬於數字式測速,通常由光電脈沖編碼器,直線光柵尺,感應同步器,旋轉變壓器,直線磁柵尺等感測器來完成。其基本原理是:電機每轉一圈,感測器輸出的脈沖數一定,隨著電動機轉速和輸出脈沖頻率的不同,頻率與轉速成正比,能測量其頻率,通過軟體計算就能得到速度,鑒相電路還能同時反映實際轉速的方向。

該類轉子位置感測器發出的脈沖信號,可在可編程計數器8253的配合下,基於微機系統採用MT法對電機轉速實現高精度的數字測量,這類感測器一般都輸出兩組相位相差90°的脈沖序列A,B,根據A,B的相位關系可以鑒別電機轉向,同時還可以進行四倍頻處理,以減少通過MT法獲取速度反饋信號的紋波。

(3)測量直流電機轉速裝置設計擴展閱讀

電機測速的分類

1、空心杯轉子非同步電機測速發電機:

轉子不轉時,勵磁後由杯形轉子電流產生的磁場與輸出繞組軸線垂直,輸出繞組不感應電動勢;轉子轉動時,由杯形轉子產生的磁場與輸出繞組軸線重合,在輸出繞組中感應的電動勢大小正比於杯形轉子的轉速,而頻率和勵磁電壓頻率相同,與轉速無關。

2、籠式轉子非同步電機測速發電機:

與交流伺服電動機相似,因輸出的線性度較差,僅用於要求不高的場合。

3、同步電機測速發電機:

以永久磁鐵作為轉子的交流發電機。由於輸出電壓和頻率隨轉速同時變化,又不能判別旋轉方向,使用不便,在自動控制系統中用得很少,主要供轉速的直接測量用。



Ⅳ 霍爾感測器在測量電機轉速時,它如何與單片機連接啊 求個電路圖 謝謝

將小磁鐵塊固定在電機的轉子上,將霍爾感測器(開關型)靠近小磁鐵附近,回當電機轉動以後,磁答鐵會在一定的周期內靠近感測器一次,這樣霍爾感測器將輸出一個高電平,當小磁鐵遠離感測器時,感測器輸出一個低電平;利用單片機內部定時器,計算出脈沖一個周期的時間,就可以算出電機的轉速。

Ⅳ 直流測速電機的工作原理

測速發電機是一種檢測機械轉速的電磁裝置。它能將機械轉速轉換成電壓信號,其輸出電壓與輸入轉速成正比。根據輸出信號的形式,測速發電機可分為交流測速發電機和DC測速發電機。DC測速發電機實際上是一個微型DC發電機。

DC測速發電機原理

DC測速發電機原理圖

DC發生器的工作是基於電磁感應定律,即運動的導體切割磁力線,在導體中產生切割電位;或者匝鏈線圈的磁通量發生變化,線圈中產生感應電勢。如圖所示,

DC測速發電機的分類

根據激勵方式,有兩種類型的DC測速發電機。

1.永磁型

永磁DC測速發電機的定子磁極由永磁鋼製成,沒有勵磁繞組,用下圖中的符號表示。

永磁DC測速發電機

2.電磁的

電磁DC測速發電機的定子勵磁繞組由外部電源供電,通電後產生磁場,如下圖符號所示。

電磁DC測速發電機

DC測速發電機性能指標

1.線性誤差

在工作速度范圍內,實際輸出電壓與理想輸出電壓的最大差值mU?與最大理想輸出電壓的比值稱為線性誤差。

2.最大線性工作速度

允許線性誤差范圍內的最大電樞速度稱為最大線性工作速度。即測速發電機的額定轉速。

3.輸出斜率

在額定勵磁條件下,單位轉速產生的輸出電壓稱為輸出斜率。數值越大越好。增加負載電阻可以改善輸出斜率。

4.負載電阻

確保輸出特性在允許誤差范圍內的最小負載電阻值。使用時,電樞兩端連接的電阻不應小於該值。

5.不敏感區

由於換向器和電刷之間的接觸壓降,測速發電機的輸出電壓很低,在低速時幾乎為零。這個速度范圍稱為不敏感區。

6.輸出電壓的不對稱性

在同一轉速下,測速發電機輸出電壓差的絕對值與兩者平均值之比稱為輸出電壓不對稱。一般不對稱度為0.35%~2%。

7.波紋系數

在一定速度下,輸出電壓的交流分量的峰值與DC分量的比值稱為紋波系數。

DC測速發電機的誤差及其減小方法

實際上,DC測速發電機的輸出特性並不是嚴格線性的,但它們之間存在誤差。錯誤的原因和減少錯誤的方法將在下面討論。

1.電樞反應的影響

DC測速發電機載入時,負載電流流經電樞,導致電樞反應退磁,使電機氣隙磁通減小。因此,在相同轉速下,電樞繞組在負載下的感應電動勢小於空載時的感應電動勢。負載電阻越低或轉速越高,電樞電流越大,電樞反應的退磁作用越強,氣隙磁通下降越多,輸出電壓下降越顯著。

為了減少電樞反應對輸出特性的影響,電機的氣隙磁通應盡可能保持不變。通常採取以下措施:

(1)對於電磁DC測速發電機,在定子磁極上安裝補償繞組。有時,為了調整補償程度,需要連接分流電阻。

(2)設計電機時,選擇較小的線負載和較大的氣隙。

(3)使用時,轉速不得超過最大直線工作速度,連接的負載電阻不得小於最小負載電阻。

2.電刷接觸電阻的影響

發電機帶負載時,電刷與換向器的接觸電阻會引起電刷的接觸壓降,從而降低輸出電壓。

電刷的接觸電阻是非線性的,與電流密度有關。電樞電流小時,接觸電阻大,接觸壓降也大。電樞電流大時,接觸電阻小。可以看出,接觸電阻與電流成反比。只有當電樞電流較大,電流密度達到一定值時,電刷接觸壓降才能近似認為是常數。

當轉速較低時,輸出特性中存在一個輸出電壓極低的區域,稱為無效。

敏感區域。也就是說,在這個區域中,盡管測速發電機具有輸入信號(轉速),但是其輸出電壓非常小,並且其對轉速的響應非常不敏感。接觸電阻越大,不敏感區域越大。

為了減小電刷接觸壓降的影響,減小不靈敏區,DC測速發電機中常採用導電性好的黃銅-石墨電刷或含銀金屬電刷。銅換向器表面容易形成氧化層,也會增加接觸電阻。在要求高的情況下,換向器也採用含銀合金或在表面鍍一層銀,這樣也可以減少電刷與換向器之間的磨損。

3.刷子位置的影響

DC測速發電機帶負載運行時,如果電刷沒有嚴格位於幾何中性線上,測速發電機正反轉時輸出電壓會不對稱,即測速發電機正反轉同速時輸出電壓不會完全相等。這是因為當電刷偏離幾何中性線一個小角度時,電樞反應的直軸分量磁通會在一個方向消磁,而在另一個方向磁化。因此,在兩種不同的轉向下,雖然轉速相同,但電樞繞組的感應電動勢不相等,其輸出電壓也不相等。

4.溫度的影響

電磁式DC測速發電機在實際運行時,環境溫度的變化和電機本身的發熱(由電機的各種損耗引起)都會引起電機中勵磁繞組電阻的變化。當溫度升高時,勵磁繞組的電阻增加。此時,即使勵磁電壓不變,勵磁電流也會減小,磁通也會減小,導致電樞繞組的感應電動勢和輸出電壓減小。銅電阻的溫度系數約為0.004/℃,即溫度升高25℃,其電阻值增加10%。因此,溫度變化對電磁DC測速發電機輸出特性的影響非常嚴重。

為了減少溫度變化對輸出特性的影響,通常可以採取以下措施:

(1)在設計電機時,磁路是飽和的,所以勵磁電流的變化引起的磁通變化很小。

(2)在勵磁迴路中串聯一個比勵磁繞組電阻大幾倍的附加電阻,以穩定電流。附加電阻可由低溫度系數的合金材料製成,如錳鎳銅合金或鎳銅合金,其電阻值隨溫度變化很小。雖然溫度變化引起勵磁繞組電阻的變化,但整個勵磁迴路的總電阻變化不大,磁通變化也不大。其缺點是激勵電源電壓也需要提高,激勵功率也相應提高。

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