基于stc52單片機(jī)的直流電機(jī)pwm調(diào)速系統(tǒng)(完整版)
【正文】 使調(diào)速系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上簡單化，可靠性提高，操作維護(hù)變得簡捷，電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速精度等方面達(dá)到較高水平。系統(tǒng)以廉價(jià)的STC52單片機(jī)為控制核心，以直流電機(jī)為控制對(duì)象。特別是采用了微處理器及其他先進(jìn)電力電子技術(shù)，使數(shù)字式直流調(diào)速裝置在精度的準(zhǔn)確性、控制性能的優(yōu)良性和抗干擾的性能有很大的提高和發(fā)展，在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。整流器的更新?lián)Q代，以晶閘管整流裝置取代了習(xí)用已久的直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組及水銀整流裝置使直流電氣傳動(dòng)完成了一次大的躍進(jìn)[1]。所以，直流傳動(dòng)控制采用微處理器實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，使直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。目前相比直流電機(jī)和交流電機(jī)他們各有所長，如直流電機(jī)調(diào)速性能好，但帶有機(jī)械換向器，有機(jī)械磨損及換向火花等問題；交流電機(jī)，不論是異步電機(jī)還是同步電機(jī)，結(jié)構(gòu)都比直流電機(jī)簡單，工作也比直流電機(jī)可靠，但在頻率恒定的電網(wǎng)上運(yùn)行時(shí)，它們的速度不能方便而經(jīng)濟(jì)地調(diào)節(jié)[2]。所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的方法是電樞控制法。 圖12電樞電壓占空比和平均電壓的關(guān)系圖根據(jù)圖1，如果電機(jī)始終接通電源時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速最大為，占空比為D=/T，則電機(jī)的平均速度為：，可見只要改變占空比D，就可以得到不同的電機(jī)速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的[7]。方案三：整個(gè)系統(tǒng)利用52單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生1K左右的PWM脈沖，通過快速光耦6N137實(shí)現(xiàn)控制單元與驅(qū)動(dòng)單元的強(qiáng)弱電隔離，采用4個(gè)9013和2個(gè)9012構(gòu)成的H橋電路實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的調(diào)速，用光電編碼盤完成測速功能。本設(shè)計(jì)同樣采用選用雙極式H型PWM變換器。當(dāng)，平均電壓為負(fù)值，電機(jī)反轉(zhuǎn)。 6N137光耦隔離 隔離是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果隔離沒有做好，將導(dǎo)致強(qiáng)弱電互相串?dāng)_，強(qiáng)電串到弱電的控制單元時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)控制單元燒毀。方案二：定時(shí)計(jì)數(shù)基本思想：利用單片機(jī)定時(shí)器0中斷方式產(chǎn)生PWM脈沖，當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)到設(shè)定時(shí)間后輸出端口實(shí)現(xiàn)高低電平轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)PWM輸出。 a++。 minute++。 PWM=0。參考文獻(xiàn)[1] 郭天祥 51單片機(jī)C語言教程，電子工業(yè)出版社，2010年3月；17。5調(diào)試結(jié)果描述圖51 PWM為默認(rèn)值200，即占空比為20%時(shí)候的情況圖52 占空比為0情況的波形圖53 占空比為100%情況的波形從上表可知：當(dāng)占空比為50%電機(jī)停轉(zhuǎn)，隨著占空比的增加或減少電機(jī)轉(zhuǎn)速也越來越快。hour++。 key1=1。綜合兩個(gè)方案，本設(shè)計(jì)采用方案二。圖38 6N137內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖選用6N137光耦既保證了功率驅(qū)動(dòng)電路與PWM脈寬調(diào)制電路的可靠隔離，又具備了直接驅(qū)動(dòng)MOSFET的能力，驅(qū)動(dòng)電路簡單。雙極型可逆PWM變換器電樞平均電壓為[3]：若定義占空比為和電壓系數(shù)的定義與不可逆變換器中相同，則在雙極式控制的可逆變換器中=2 1與不可逆變換器中的不同?；鶚O驅(qū)動(dòng)電壓分為兩組即、同時(shí)工作其驅(qū)動(dòng)電壓分別為和，和同時(shí)工作其驅(qū)動(dòng)電壓為。 本系統(tǒng)采用STC52為控制核心，配以
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