【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，使電動機電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 a) 所示。 b） 所示位置時，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機電樞逆時針方向旋轉(zhuǎn)。電樞轉(zhuǎn)動時，切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢，這個電動勢（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，稱為反電動勢Ea。它與發(fā)電機的電動勢E的作用不同。發(fā)電機的電動勢是電源電動勢，在外電路產(chǎn)生電流。而Ea是反電動勢，電源只有克服這個反電動勢才能向電動機輸入電流?？梢?，電動機向負載輸出機械功率的同時，電源卻向電動機輸入電功率，電動機起將電能轉(zhuǎn)換為機械能的作用。發(fā)電機和電動機兩者的電磁轉(zhuǎn)矩T的作用是不同的。發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩是阻轉(zhuǎn)矩，它與原動機的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩T1的方向是相反的。電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，它使電樞轉(zhuǎn)動。電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T必須與機械負載轉(zhuǎn)矩T2及空載損耗轉(zhuǎn)矩T0相平衡，即。當電動機軸上的機械負載發(fā)生變化時，則電動機的轉(zhuǎn)速、反電動勢、電流及電磁轉(zhuǎn)矩將自動進行調(diào)整，以適應負載的變化，保持新的平衡?？梢姡绷麟姍C發(fā)發(fā)電機運行和作電動機運行時，雖然都產(chǎn)生電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，但兩者作用截然相反。1— 風扇 9—換向磁極2— 機座 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 直流電機結(jié)構圖主磁極：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。極心上套有勵磁繞組，各主磁極上的繞組一般都是串聯(lián)的。直流電機的磁極如圖所示。極掌的作用是使空氣隙中磁感應強度分布最為合適。改變勵磁電流的方向，就可改變主磁極極性，也就改變了磁場方向。換向磁極：在兩個相鄰的主磁極之間中性面內(nèi)有一個小磁極，這就是換向磁極。它的構造與主磁極相似，它的勵磁繞組與主磁極的勵磁繞組相串聯(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)的磁感應強度接近于零，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)生感應電動勢或電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件。它是由許多繞組元件構成，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，是利用開關器件來實現(xiàn)通斷控制，將直流電源電壓斷續(xù)加到負載上，通過通、斷時間的變化來改變負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。 a)直流斬波器的原理電路和電壓波形，圖中VT代表開關器件。當開關VT接通是，電源電壓U。加到電動機上：當VT斷開是，直流電源與電動機斷開，電動機電樞端電壓為零。如此反復，得電樞端電壓波形如圖 b）所示。這樣電動機電樞端電壓的平均值為： 式中：T開關器件的通斷周期； 開關器件的導通時間；占空比， ，其中為開關頻率。 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器件導通和關斷時間來調(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）.開關器件的通斷周期T保持不變，只改變器件每次導通的時間，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）。開關器件每次導通的時間，不變，只改變通斷周期T或開關頻率f，也就是指改變開關的關斷時間，即定寬調(diào)頻，稱為調(diào)頻。（3）兩點式控制。開關器件的通斷周期T和導通時間，均可變，即調(diào)寬調(diào)頻，亦可稱為混合調(diào)制。當負載電流或電壓低于某一最小值時，使開關器件導通；當電流或電壓高于某一最大值時，使開關器件關斷。導通和關斷的時間以及通斷周期都是不確定的。自20世紀70年代以來，電力電子器件迅速發(fā)展，研制并生產(chǎn)多種能控制其導通與關斷的全控型器件，如門極可關斷晶閘管（GTO），電力晶體管（GTR），場效應管（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)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在FIash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。P1口：P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個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，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。 FIash編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址。 P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個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，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，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)存儲器（如執(zhí)行 MOVX@RI 指令）時，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），在整個訪問期間不改變。 Flash編程或校驗時，P2亦接收高位地址和其它控制信號。 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 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL邏輯門電路。對 P3 口寫入“1”時，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，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE／PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，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器，ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 l／6 輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對Flash存儲器編程期間，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ALE才會被激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE無效。 PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。在此期間