【正文】 重載定時(shí)器初始值 TL0=Tl0。本設(shè)計(jì)的總程序設(shè)計(jì)流程圖及其部分主要子程序流程圖。然后，在給輸出端口置低電平個(gè)單位時(shí)間，即。因?yàn)橄到y(tǒng)需要的不同電壓值較多，且由于電機(jī)在正常工作時(shí)對電源的干擾很大，如果只用一組電源難以防止干擾，為此在設(shè)計(jì)時(shí)采用了兩組可調(diào)的穩(wěn)壓電源為系統(tǒng)控制單元和驅(qū)動單元單獨(dú)供電。PC817光電耦合器在電路中不但可以起到反饋?zhàn)饔眠€可以起到強(qiáng)弱電隔離作用。(min)；開關(guān)時(shí)間tpLH/tpHL=(max)。當(dāng)時(shí)，為正，電動機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，為負(fù)，電動機(jī)負(fù)轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，=0，電動機(jī)停止。這時(shí)，+加在電樞AB兩端，電樞電流沿回路1流通；當(dāng)時(shí)，和變?yōu)樨?fù)值，和截止；和變成正值，但是和并不能立即導(dǎo)通，因?yàn)樵陔姌须姼嗅尫艃δ艿淖饔孟?，沿回?經(jīng)二極管、續(xù)流，在和上的壓降使、集電極和發(fā)射極承受反壓，這時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)正負(fù)相間，這是雙極式PWM變換器的特征[2]。一般情況下為保證自舉電容將柵源電壓持續(xù)一段時(shí)間,選電容為其最小值的15倍左右[19]。IR2110自舉電路的結(jié)果原理圖如圖36所示： 圖36 IR2110自舉電路原理圖圖36中及分別為自舉電容和快速恢復(fù)二極管，為的濾波電容。引腳11（SD）端為保護(hù)電路信號輸入端。負(fù)過沖電壓將引起自舉電容過充電。雖然柵極串聯(lián)電阻小，有利于加快關(guān)斷速度和減小關(guān)斷損耗，也有利于避免關(guān)斷時(shí)集射極間電壓的過小造成IGBT誤開通[16]。電路中為了防止3導(dǎo)通時(shí)高電壓串入端損壞芯片，在設(shè)計(jì)采用快恢復(fù)二極管FR107，其快速恢復(fù)時(shí)間為500ns[13] 可有效地隔斷高壓信號串入IR2110。圖31中二極管、能使低電平或者可以說是PWM負(fù)信號通過，電阻、和電容、延遲了高電平信號向后傳送的時(shí)間，這樣就可以保證功率開關(guān)管可靠關(guān)斷后再給與其同一橋臂上的功率開關(guān)管加高電平信號，可以避免其同時(shí)導(dǎo)通。本系統(tǒng)的控制部分為5V的弱電而驅(qū)動電路和負(fù)載電路為110V以上的直流電壓因此在強(qiáng)弱電之間、數(shù)據(jù)采集之間分別利用了帶有驅(qū)動功能的光耦TLP250和線性光耦PC817實(shí)現(xiàn)強(qiáng)弱電隔離，信號串?dāng)_。方案三：采用MC51單片機(jī)、IR2110功率驅(qū)動芯片構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)的核心實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的調(diào)速。利用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器外加軟件延時(shí)等方式來實(shí)現(xiàn)脈寬的自由調(diào)整，此種方式可簡化硬件電路，操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?；贜E555，SG3525等一系列的脈寬調(diào)速系統(tǒng)：此種方式采用NE555作為控制電路的核心，用于產(chǎn)生控制信號。在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用其中脈寬調(diào)制(PWM)應(yīng)用更為廣泛。由上式可知，直流電機(jī)的速度控制既可采用電樞控制法，也可采用磁場控制法。對于復(fù)雜的微處理器控制電機(jī),則要利用微處理器控制電機(jī)的電壓、電流、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等，使電機(jī)按給定的指令準(zhǔn)確工作。由于微處理器以數(shù)字信號工作，控制手段靈活方便，抗干擾能力強(qiáng)。現(xiàn)階段，我國還沒有自主的全數(shù)字化直流調(diào)速控制裝置生產(chǎn)商，而國外先進(jìn)的控制器價(jià)格昂貴，且技術(shù)轉(zhuǎn)讓受限，為此研究及更好的使用國外先進(jìn)的控制器，吸收國外先進(jìn)的數(shù)字化直流電機(jī)調(diào)速裝置的優(yōu)點(diǎn)，具有重要的實(shí)際意義和重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。關(guān)鍵字 MC51，PWM，光耦隔離，IR2110，IGBT The PWM speed regulating system of DC motor based on MC51AbstractThe thesis introduces a PWM speed regulating system of motor based on MC51 microcontroller. The system is designed on the affordable MC51 mircocontroller for the . motor. From the systematic prespective, the thesis describes the circuit design and its prehensive evaluation,which determines how to do with the functional linkage and interface between functional modules in the electric circuit. Besides, the evaluation of each module and the involved parameters are fully explained in the thesis. The system uses MC51’s timer to generate 10k pluse and uses TLP250 optical coupler to realize the strong and weak optoelectronic isolation between the control units and driving units. The implement of the speed regulation by the Hbridge circuits which are constructed by voltagebased power switching transistors and specific IR2110, IGBT FGA25N120 Driving Chips, including two IGBT and MOSFET chips. And the Voltage Acquisition Collection of TL431, PC817 Linear Opticcoupler and AD0832 is desgined to do the closedloop control in the system. The above considerations finally help to improve intelligentization and automation of the overall system and give the possibility to the industrial application.Keyword MC51, PWM, optical coupler’s isolation, IR2110, IGBT1前言現(xiàn)在電氣傳動的主要方向之一是電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微處理器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。整個(gè)系統(tǒng)利用51單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生10K左右的PWM脈沖，通過帶有功率驅(qū)動作用的TLP250光耦實(shí)現(xiàn)控制單元與驅(qū)動單元的強(qiáng)弱電隔離，采用2片IGBT和MOSFET等一類電壓型功率開關(guān)管專用驅(qū)動芯片IR2110，驅(qū)動IGBT—FGA25N120構(gòu)成的H橋電路實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的調(diào)速，利用TL43線性光耦PC817和AD0832構(gòu)成的電壓采集單元實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制，提高整個(gè)系統(tǒng)的智能化、自動化水平，為工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用提供可能。近年來，盡管交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，但是直流電機(jī)憑借其良好的啟動、制動性能，在金屬切削機(jī)床、軋鋼機(jī)、海洋鉆機(jī)、挖掘機(jī)、造紙機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī)、電鍍、高層電梯等需要廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速的高性能可控電力拖動領(lǐng)域中仍得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，微處理器已經(jīng)廣泛使用于直流傳動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制。現(xiàn)在帶微處理器的可編程控制器，已經(jīng)在各種的機(jī)床設(shè)備和各種的生產(chǎn)流水線中普遍得到應(yīng)用，通過對可編程控制器進(jìn)行編程就可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的規(guī)律化控制。但是對于直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速有以下公式： 其中：U—電壓；—?jiǎng)?lì)磁繞組本身的電阻；—每極磁通(Wb)；Cc—電勢常數(shù)；Cr—轉(zhuǎn)矩常量[3]。調(diào)壓調(diào)速法具有平滑度高，能耗少，精度高等優(yōu)點(diǎn)。PWM信號的產(chǎn)生通常有兩種方法:一種是軟件的方法；另一種是硬件的方法。（圖1）前兩種方法在調(diào)速時(shí)改變了控制脈沖的周期(或頻率)，當(dāng)控制脈沖的頻率與系統(tǒng)的固有頻率接近時(shí)，將會引起振蕩，因此常采用定頻調(diào)寬法來改變占空比從而改變直流電動機(jī)電樞兩端電壓。該方案總體上是具有可行性，但是L298的驅(qū)動電壓和電流較小，不利于工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，無法滿足工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中大電壓、大電流的直流電機(jī)調(diào)速。同時(shí)利用MC51產(chǎn)生的PWM經(jīng)過邏輯延遲電路后加載到以IR2110為驅(qū)動核心，IGBT構(gòu)成的H橋主干電路上實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的控制和調(diào)速。為了避免這種現(xiàn)象在系統(tǒng)中出現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用了在MC51產(chǎn)生PWM信號后設(shè)置邏輯延時(shí)電路。并聯(lián)高頻