【文章內(nèi)容簡介】 樞電流Ia與磁場相互作用產(chǎn)生電磁力F，其方向可用左手判定。這一對電磁力所形成的電磁轉(zhuǎn)矩T，使電動(dòng)機(jī)電樞逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。 a) 所示。 b） 所示位置時(shí)，由于轉(zhuǎn)換器的作用，電源電流Ia仍由電刷A流入繞組，由電刷B流出。電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍然使電動(dòng)機(jī)電樞逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這個(gè)電動(dòng)勢（用右手定則判定）的方向與電樞電流Ia和外加電壓U的方向總是相反的，稱為反電動(dòng)勢Ea。它與發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢E的作用不同。發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢是電源電動(dòng)勢，在外電路產(chǎn)生電流。而Ea是反電動(dòng)勢，電源只有克服這個(gè)反電動(dòng)勢才能向電動(dòng)機(jī)輸入電流?？梢姡妱?dòng)機(jī)向負(fù)載輸出機(jī)械功率的同時(shí)，電源卻向電動(dòng)機(jī)輸入電功率，電動(dòng)機(jī)起將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的作用。發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩者的電磁轉(zhuǎn)矩T的作用是不同的。發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是阻轉(zhuǎn)矩，它與原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T1的方向是相反的。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，它使電樞轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T必須與機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2及空載損耗轉(zhuǎn)矩T0相平衡，即。當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、反電動(dòng)勢、電流及電磁轉(zhuǎn)矩將自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化，保持新的平衡?？梢姡绷麟姍C(jī)發(fā)發(fā)電機(jī)運(yùn)行和作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，雖然都產(chǎn)生電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩，但兩者作用截然相反。1— 風(fēng)扇 9—換向磁極2— 機(jī)座 10—端蓋3— 電樞4— 主磁極5— 刷架6— 換向器7— 接線板8— 出線盒 直流電機(jī)結(jié)構(gòu)圖主磁極：主磁極的作用是產(chǎn)生主磁通，主磁極鐵芯包括極心和極掌兩部分。極心上套有勵(lì)磁繞組，各主磁極上的繞組一般都是串聯(lián)的。直流電機(jī)的磁極如圖所示。極掌的作用是使空氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度分布最為合適。改變勵(lì)磁電流的方向，就可改變主磁極極性，也就改變了磁場方向。換向磁極：在兩個(gè)相鄰的主磁極之間中性面內(nèi)有一個(gè)小磁極，這就是換向磁極。它的構(gòu)造與主磁極相似，它的勵(lì)磁繞組與主磁極的勵(lì)磁繞組相串聯(lián)。換向磁極的作用是產(chǎn)生附加磁場，改善電機(jī)的換向，減小電刷與換向器之間的火花，不使換向器燒壞。用換向磁極的附加磁場來抵消電樞磁場，使主磁極中性面內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度接近于零，這樣就改善了電樞繞組的電流換向條件，減小了電刷與換向器之間的火花。繞組：繞組是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件。它是由許多繞組元件構(gòu)成，按一定規(guī)則嵌放在鐵芯槽內(nèi)和換向片相連，使各組線圈的電動(dòng)勢相加。繞組端部用鍍鋅鋼絲箍住，防止繞組因離心力而發(fā)生徑向位移。 PWM控制調(diào)速原理直流斬波器又稱直流調(diào)壓器，是利用開關(guān)器件來實(shí)現(xiàn)通斷控制，將直流電源電壓斷續(xù)加到負(fù)載上，通過通、斷時(shí)間的變化來改變負(fù)載上的直流電壓平均值，將固定電壓的直流電源變成平均值可調(diào)的直流電源，稱直流變換器。它具有效率高、體積小、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)。 a)直流斬波器的原理電路和電壓波形，圖中VT代表開關(guān)器件。當(dāng)開關(guān)VT接通是，電源電壓U。加到電動(dòng)機(jī)上：當(dāng)VT斷開是，直流電源與電動(dòng)機(jī)斷開，電動(dòng)機(jī)電樞端電壓為零。如此反復(fù)，得電樞端電壓波形如圖 b）所示。這樣電動(dòng)機(jī)電樞端電壓的平均值為： 式中：T開關(guān)器件的通斷周期； 開關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間；占空比， ，其中為開關(guān)頻率。 直流斬波器電路和輸出電壓波形由式（15）可知，直流斬波器的輸出電壓平均值Ud可以通過改變占空比即通過改變開關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間來調(diào)節(jié)，常用的改變輸出平均電壓的調(diào)制方法有以下三種： （1）脈沖寬度調(diào)制（pulse width modulation ,簡稱PWM）.開關(guān)器件的通斷周期T保持不變，只改變器件每次導(dǎo)通的時(shí)間，也就是脈沖周期不變，只改變脈沖的寬度，即定頻調(diào)寬，稱為脈沖調(diào)寬。 （2）脈沖頻率調(diào)制（pulse frequency modulation ,簡稱PFM）。開關(guān)器件每次導(dǎo)通的時(shí)間，不變，只改變通斷周期T或開關(guān)頻率f，也就是指改變開關(guān)的關(guān)斷時(shí)間，即定寬調(diào)頻，稱為調(diào)頻。（3）兩點(diǎn)式控制。開關(guān)器件的通斷周期T和導(dǎo)通時(shí)間，均可變，即調(diào)寬調(diào)頻，亦可稱為混合調(diào)制。當(dāng)負(fù)載電流或電壓低于某一最小值時(shí)，使開關(guān)器件導(dǎo)通；當(dāng)電流或電壓高于某一最大值時(shí)，使開關(guān)器件關(guān)斷。導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間以及通斷周期都是不確定的。自20世紀(jì)70年代以來，電力電子器件迅速發(fā)展，研制并生產(chǎn)多種能控制其導(dǎo)通與關(guān)斷的全控型器件，如門極可關(guān)斷晶閘管（GTO），電力晶體管（GTR），場效應(yīng)管（PMOSFET）,絕緣柵極雙極型晶體管(IGBT)等，這些全控型器件性能優(yōu)良，由它們構(gòu)成的脈寬調(diào)制直流調(diào)速系統(tǒng)稱為PWM調(diào)速系統(tǒng)。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在FIash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。 FIash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。 P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫“1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行 MOVX@RI 指令）時(shí)，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。 P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL邏輯門電路。對 P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE／PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 l／6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH單元的 DO 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無效。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間