2kw直流電動機調(diào)速系統(tǒng)電源系統(tǒng)研究(已修改)
2025-07-01 07:41 本頁面
【正文】 西京學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：2KW直流電動機調(diào)速系統(tǒng)之電源系統(tǒng)研究教學單位： 機電工程系 專 業(yè)： 自動化 學 號： 0811060138 姓 名： 郝然 指導教師： 宋元鶴 2012年5月摘 要隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)得到了全面的發(fā)展，其技術(shù)已應(yīng)用到各個領(lǐng)域。在各類機電系統(tǒng)中,由于直流電機具有良好的啟動、制動和調(diào)速性能,直流電機調(diào)速系統(tǒng)已廣泛運用于工業(yè)、航天領(lǐng)域的各個方面,最常用的直流調(diào)速技術(shù)是脈寬調(diào)制(PWM)直流調(diào)速技術(shù),具有調(diào)速精度高、響應(yīng)速度快、調(diào)速范圍寬和損耗低的特點。而利用單片機控制也成了直流調(diào)速的一種手段，控制軟件能夠進行復(fù)雜運算,可以實現(xiàn)不同于一般線性調(diào)節(jié)的最優(yōu)化、自適應(yīng)、非線性、智能化等控制規(guī)律,此外還擁有信息存儲、數(shù)據(jù)通信和故障診斷等功能。直流電機調(diào)速系統(tǒng)中，控制電源是最重要的一個環(huán)節(jié)。本文設(shè)計了以MCS51系列單片機為核心的直流電機調(diào)速電源。單片機產(chǎn)生PWM信號，經(jīng)過光電隔離并放大后驅(qū)動IGBT,實現(xiàn)了大功率可控直流電源。文中分析了可控直流電源的工作原理，對PWM信號的原理、產(chǎn)生方法以及如何通過軟件編程對PWM信號占空比進行調(diào)節(jié)，從而控制其輸出平均電壓等均作了詳細的闡述。關(guān)鍵詞：直流電機，MCS51系列單片機，PWM信號AbstractIn the national production, along with the development of modern technology, electronic technology has been a prehensive development, the technology has been applied in various fields. In all kinds of mechanical system, due to the dc motor has a good start, brake and the performance of speed, dc motor control system has been widely used in industry, spaceflight, most monly used dc speed control technology is a pulse width modulation (PWM) dc speed control technology, which has a high precision, fast response time, high speed range and width of the low loss characteristics and use of puter digital control has bee a kind of method of dc speed control system, the hardware circuit of a high degree of standardization, control software to carry out plex operation can be realized, different from the general linear optimization and adjustment of the adaptive, nonlinear, intelligent control law, also have information storage, data munication and fault diagnosis cannot achieve such simulation system.DC motor speed control system, power control is one of the most important link. This paper introduces the design of MCS51MCU as the core of the DC motor speed power. Chip generated PWM signal, through the photoelectric isolation and amplified for driving the IGBT, realizing the high power controllable DC power supply. This paper analyzes the working principle of the controllable DC power supply, signal on PWM principle, production method and how the software programming of PWM signal duty ratio is adjusted, thereby controlling the average voltage of the output are described in detail.Key Words：DC motor，MCS—51 microcontroller ，PWM signal目 錄第一章 緒論 1 1 1 3 4第二章 直流調(diào)速原理 5 5 6 6 7 80C51單片機的基本組成 9 80C51單片機引腳圖 11第三章 可變電源系統(tǒng)硬件設(shè)計 13 13 80C51單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 13 14 PWM驅(qū)動電路設(shè)計及占空比選擇 15 IGBT驅(qū)動電路設(shè)計 17 輸出電壓波形 18第四章 系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計 19 19 21結(jié)論 27致謝 28參考文獻 29第一章 緒論由于直流電動機具有良好的起動、制動性能,適宜在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速,因此在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。早期直流電動機的控制均以模擬電路為基礎(chǔ),由運算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成,控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜,功能單一,而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試困難, 觸發(fā)精度易受電網(wǎng)電壓波動的影響，觸發(fā)脈沖不對稱度較大，調(diào)節(jié)器中的運算放大器，因網(wǎng)壓和溫度變化引起的漂移會產(chǎn)生運算誤差，模擬器件老化也會引起運算誤差，甚至使已經(jīng)整定好的系統(tǒng)性能變差，這些都阻礙了直流電動機控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。隨著單片機技術(shù)的日新月異,使許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來完成,不但為直流電動機的控制提供了更大的靈活性,而且使系統(tǒng)能達到了更高的性能,從而大大節(jié)約了人力資源,降低了系統(tǒng)成本,有效地提高了工作效率。變壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，調(diào)節(jié)電樞供電需要有專門的可控直流電源，目前最常用的是直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器。直流斬波電路中的基本電路分為降壓斬波電路和升壓斬波電路。降壓斬波電路的經(jīng)典用途之一就是拖動直流電動機。直流斬波電路實際上采用的就是PWM技術(shù)。這種電路把直流電壓斬成一系列脈沖，改變脈沖的占空比來獲得所需的輸入電壓。改變脈沖的占空比就是對脈沖寬度進行調(diào)制，只是因為輸入電壓和所需要的輸出電壓都是直流電壓，因此脈沖即是等幅的，也是等寬的，僅僅是對脈沖的占空比進行控制，這是PWM控制中最為簡單的一種情況。直流電動機具有良好的起動、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。早期直流電動機的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運算放大器、非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試困難，阻礙了直流電動機控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用范圍的推廣。隨著單片機技術(shù)的日新月異，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來完成，為直流電動機的控制提供了更大的靈活性，并使系統(tǒng)能達到更高
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