直流电机转速测量报告
并励直流电机实验报告
实验二直流并励电动机1.掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性。
2.掌握直流并励电动机的调速方法。
1.什么是直流电动机的工作特性和机械特性？答：工作特性：当U = UN ， Rf+ rf= C时，η, n ,T分别随P2变；机械特性：当U = UN ， Rf+ rf= C时， n 随 T 变；2.直流电动机调速原理是什么？答：由n=(U-IR)/Ceφ可知，转速n和U、I有关，并且可控量只有这两个，我们可以通过调节这两个量来改变转速。
即通过人为改变电动机的机械特性而使电动机与负载两条特性的交点随之改变，从而到达调速的目的。
1.工作特性和机械特性保持U=UN和If=IfN不变，测取n=f(Ia)及n=f(T2)。
2.调速特性(1)改变电枢电压调速保持U=UN、If=IfN=常数，T2=常数，测取n=f(Ua)。
(2)改变励磁电流调速保持U=UN，T2 =常数，R1 =0，测取n=f(If)。
(3)观察能耗制动过程四．实验设备及仪器1．MEL-I系列电机教学实验台的主控制屏。
2．电机导轨及涡流测功机、转矩转速测量〔MEL-13〕、编码器、转速表。
3．可调直流稳压电源〔含直流电压、电流、毫安表〕4．直流电压、毫安、安培表〔MEL-06〕。
5．直流并励电动机。
6．波形测试及开关板〔MEL-05〕。
S 〔2〕测取电动机电枢电流I a 、转速n 和转矩T 2，共取数据7-8组填入表1-8中表1-8 U =U N =220V I f =I f N =A K a = Ω 2．调速特性〔1〕改变电枢端电压的调速表1-9 I〔2〕改变励磁电流的调速一7接线：直流电机电枢fMEL-09〕MEL-03中两Ω电阻并联。
刀双掷开关〔MEL-05〕六．注意事项1．直流电动机起动前, 测功机加载旋钮调至零. 实验做完也要将测功机负载钮调到零，否则电机起动时，测功时机受到冲击。
2．，在实验过程中要除去零误差。
3．为安全起动, 将电枢回路电阻调至最大, 励磁回路电阻调至最小。
小直流电机调速实验报告
小直流电机调速实验报告【前言】小直流电机调速是电动机控制的基础，也是电力电子技术中的一个重要实验项目，本实验通过对小直流电动机调速系统的搭建和调试，了解电力电子技术在电动机控制中的应用，提高学生对电动机控制的认识和理解。
【实验目的】1. 熟悉小直流电动机的电路结构和性能特点；2. 掌握控制小直流电机转速的方法；3. 学会使用单相可控硅控制直流电机；4. 掌握直流电动机调速原理及其控制策略；5. 了解直流电动机调速系统的工作流程和控制方法。
1. 小直流电机2. 可控硅触发电路3. 脉冲宽度调制器(PWM)模块4. 直流电源5. 数字万用表小直流电动机调速的基本原理是通过改变电动机的电压和电流来改变转速，实现精度调速。
当调整电动机电源的电压时，电动机转速会相应地变化。
可控硅是被广泛应用的电力半导体器件之一，使用可控硅控制电动机启动和停止，可以实现对电动机的精确控制。
触发电路通过贝尔定律、黎曼和华氏定理结合可控硅的工作原理将正弦波信号转换成脉冲波信号，从而使可控硅转导角度和电流变化。
PWM模块控制可控硅导通时间，间断时间和工作周期，从而实现电机转速的精确调节。
1. 搭建电路：将可控硅触发电路和小直流电动机连接到直流电源上；2. 打开电源开关，将电压调节到合适的值；3. 启动可控硅触发电路，使电机开始运转；4. 使用数字万用表，测量电机运转的转速，记录结果；5. 按照实验要求，改变PWM模块的各种参数，观察电动机转速的变化；6. 记录实验过程和结果，写出实验报告。
【实验结果与分析】通过实验，成功地搭建了小直流电动机调速系统，实现了对电机的转速精确控制。
在调节可控硅导通角度的过程中，电机转速随着导通角度的变化而发生变化，证明控制电机转速的方法是可行的。
在调节PWM模块参数的过程中，也可以看到电机转速的变化。
实验结果表明，小直流电动机调速采用可控硅和PWM模块控制，可以实现高精度、高效率的电机转速调节。
【结论】【改进方向】本实验中使用的是单相可控硅，受限于控制系统的复杂度和硬件成本，只能实现单向控制，控制效果相对较差。
实验四、直流电机实验
实验报告系院电气与电子工程学院专业电气工程及其自动化班级学生姓名学号指导教师成绩2020年06月10日教务处印制广东···实验报告系：电气与电子工程学院专业：电气工程及其自动化年级：姓名：学号：实验时间： 2020.06.10 指导教师签字：成绩：（2）电流量程的选择因为直流并励电动机的额定电流为1.2A，测量电枢电流的电表A3可选用直流安培表的5A量程档；额定励磁电流小于0.16A，选用直流毫安表的200mA量程档。
（3）电机额定转速为1600r/min，转速表选用1800r/min量程档。
（4）变阻器的选择变阻器选用的原则是根据实验中所需的阻值和流过变阻器最大的电流来确定，电枢回路R1可选用D44挂件的1.3A的90Ω与90Ω串联电阻,磁场回路R f1可选用D44挂件的0.41A的900Ω与900Ω串联电阻。
4、直流他励电动机的起动准备按图4-2接线。
图中直流他励电动机M用DJ15，其额定功率P N=185W，额定电压U N=220V，额定电流I N=1.2A,额定转速n N=1600r/min,额定励磁电流I fN＜0.16A。
校正直流测功机MG作为测功机使用，TG为测速发电机。
直流电流表选用D31。
R f1用D44的1800Ω阻值作为直流他励电动机励磁回路串接的电阻。
R f2选用D42的1800Ω阻值的变阻器作为MG励磁回路串接的电阻。
R1选用D44的180Ω阻值作为直流他励电动机的起动电阻，R2选用D42上的900Ω串900Ω加上900Ω并900Ω共2250Ω阻值作为MG的负载电阻。
接好线后，检查M、MG及TG之间是否用联轴器直接联接好。
（1）检查按图2-2的接线是否正确，电表的极性、量程选择是否正确，电动机励磁回路接线是否牢固。
然后，将电动机电枢串联起动电阻R1、测功机MG的负载电阻R2、及MG的磁场回路电阻R f2调到阻值最大位置，M的磁场调节电阻R f1调到最小位置，断开开关S，并确认断开控制屏下方右边的电枢电源开关，作好起动准备。
直流电机认识实验报告
直流电机认识实验报告实验目的：通过构建简单的直流电机模型，了解直流电机的结构、原理和工作特点，掌握检验直流电机质量的方法。
实验仪器：直流电源、直流电动机、电流表、电位器、磁铁、导线等。
实验原理：直流电机是利用直流电产生旋转运动的一种电机。
直流电机的核心部件是电枢和永磁体。
在直流电机中，通常将电枢称为转子，永磁体称为定子。
直流电机的工作原理是利用电枢中的电流与永磁体之间的磁场相互作用来产生旋转运动。
在直流电机中，电枢通常是由多个绕线和集电刷组合而成。
绕线的电流通过电枢产生磁场，与永磁体相互作用，产生一个力矩，将电枢转动，从而带动负载完成机械工作。
实验步骤：1.将电动机输出轴上的导轮取下，并用刀片将其上的波纹顺时针削平。
2.将一根直径为1.2毫米、长度大约为15厘米的白铜线弯成环形支架，将其两端刻划出，以便测量铜线的总长度。
3.将一个长度大约为5厘米的铁块用了磁铁磨成尽量平滑的小方块，并用手搓成螺旋状的铁心，最后用刮刀削平铁心两端表面，以便和铜线接触面积大。
4.将电位器接在电源上，并将电动机接在电位器二端子上。
用一个开关将电源接到电位器上，接通电源，使得电动机开始运转，注意观察电动机的运动状态。
5.将铜线环形支架穿过电动机导轮后，将其两端按铜线长度加上导轮厚度垂直向下弯曲，用手搓成不完全闭合的圆形线圈。
6.将原来用磁铁磨制的铁块缠在铜线环内，将整个线圈插入正交于导轮轴的弯曲磁铁两端之间，将外天线和内天线分别与电源负极和电机枢子出现野暴力连通，然后接通电源，观察电动机的运行状态。
7.记录电动机运行的电流、电压、转速等数据，并根据公式计算功率、转矩等指标。
实验结果：总结：通过此次实验，我不仅加深了对直流电机的理解和认识，还掌握了实验操作和数据处理的方法，从而提高了自己的实验技能。
我相信这些经验将对我的学习和未来的科研工作产生积极的影响。
单闭环直流调速系统实验报告
单闭环直流调速系统实验报告单闭环直流调速系统实验报告一、引言直流调速系统是现代工业中常用的一种电机调速方式。
本实验旨在通过搭建单闭环直流调速系统，探究其调速性能以及对电机转速的控制效果。
二、实验原理单闭环直流调速系统由电机、编码器、电流传感器、控制器和功率电路等组成。
电机通过功率电路接受控制器的指令，实现转速调节。
编码器用于测量电机转速，电流传感器用于测量电机电流。
三、实验步骤1. 搭建实验电路：将电机、编码器、电流传感器、控制器和功率电路按照实验原理连接起来。
2. 调试电机：通过控制器设置电机的运行参数，如额定转速、最大转矩等。
3. 运行实验：根据实验要求，设置不同的转速指令，观察电机的响应情况。
4. 记录实验数据：记录电机的转速、电流等数据，并绘制相应的曲线图。
5. 分析实验结果：根据实验数据，分析电机的调速性能和控制效果。
四、实验结果分析1. 转速响应特性：通过设置不同的转速指令，观察电机的转速响应情况。
实验结果显示，电机的转速随着指令的变化而变化，且响应速度较快。
2. 稳态误差分析：通过观察实验数据，计算电机在不同转速下的稳态误差。
实验结果显示，电机的稳态误差较小，说明了系统的控制效果较好。
3. 转速控制精度：通过观察实验数据，计算电机在不同转速下的控制精度。
实验结果显示，电机的转速控制精度较高，且随着转速的增加而提高。
五、实验总结本实验通过搭建单闭环直流调速系统，探究了其调速性能和对电机转速的控制效果。
实验结果表明，该系统具有较好的转速响应特性、稳态误差较小和较高的转速控制精度。
然而，实验中也发现了一些问题，如系统的抗干扰能力较弱等。
因此，在实际应用中，还需要进一步优化和改进。
六、展望基于本实验的结果和问题，未来可以进一步研究和改进单闭环直流调速系统。
例如，可以提高系统的抗干扰能力，提升转速控制的稳定性和精度。
同时，还可以探索其他调速方式，如双闭环调速系统等，以满足不同的工业应用需求。
直流电机实践报告(2篇)
第1篇一、引言直流电机作为一种常见的电动机，广泛应用于工业、农业、交通运输、家用电器等领域。
为了深入了解直流电机的原理、结构、工作特性及其在实际应用中的表现，我们进行了直流电机实践操作。
本文将详细记录实践过程，并对实验结果进行分析。
二、实验目的1. 了解直流电机的结构、原理及工作特性。
2. 掌握直流电机的基本操作方法。
3. 熟悉直流电机在不同负载下的运行状态。
4. 分析直流电机在实际应用中的优缺点。
三、实验原理直流电机是将直流电能转换为机械能的装置。
根据其工作原理，可分为永磁直流电机和电磁直流电机两种。
本实验主要针对永磁直流电机进行研究。
永磁直流电机主要由定子、转子、电刷、换向器等部分组成。
当直流电通过电刷、换向器加在转子线圈上时，产生磁场，转子在磁场力的作用下旋转。
转子旋转过程中，换向器使线圈中的电流方向改变，从而保证电机持续旋转。
四、实验设备与材料1. 直流电机2. 电源3. 电流表4. 电压表5. 负载6. 导线7. 实验平台五、实验步骤1. 将直流电机安装在实验平台上，确保电机稳定。
2. 将电源、电流表、电压表分别连接到电机和负载上。
3. 开启电源，观察电机运行状态。
4. 逐步增加负载，记录不同负载下的电流、电压和转速。
5. 分析实验数据，绘制电流、电压和转速随负载变化的曲线。
六、实验结果与分析1. 电机空载时，电流、电压和转速相对稳定。
随着负载的增加，电流逐渐增大，转速有所下降。
2. 当负载达到一定值时，电机转速趋于稳定，此时电流与负载成正比关系。
3. 在不同负载下，电机转速与电压成反比关系，即电压越高，转速越快。
实验结果表明，直流电机在实际应用中具有良好的调速性能。
通过调节电压，可以实现对电机转速的精确控制。
七、实验结论1. 直流电机具有结构简单、调速性能好、启动转矩大等优点。
2. 直流电机在实际应用中具有广泛的前景，如电动车、电梯、机床等。
3. 本实验成功验证了直流电机的基本原理和工作特性，为后续研究奠定了基础。
电机性能实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过对电机性能的测试与分析，了解电机的基本工作原理、性能特点及其在实际应用中的表现。
通过实验，掌握电机测试方法，分析电机在不同工作条件下的性能变化，为电机选型、设计及维护提供依据。
二、实验内容1. 电机基本参数测量实验首先对电机的基本参数进行测量，包括额定电压、额定电流、额定功率、额定转速、额定转矩等。
通过万用表、示波器等仪器，对电机进行精确测量，确保实验数据的准确性。
2. 电机空载实验在空载条件下，测试电机转速、转矩、功率等参数，分析电机在无负载状态下的性能。
实验过程中，观察电机启动、运行、停止等过程，记录相关数据。
3. 电机负载实验在负载条件下，测试电机转速、转矩、功率等参数，分析电机在不同负载下的性能。
实验过程中，逐步增加负载，观察电机运行状态，记录相关数据。
4. 电机调速实验通过变频器对电机进行调速，测试不同转速下的电机性能，分析电机转速与功率、转矩之间的关系。
实验过程中，观察电机在不同转速下的运行状态，记录相关数据。
5. 电机制动实验测试电机在不同制动方式下的性能，包括机械制动、电磁制动等。
实验过程中，观察电机制动过程中的能量损耗，分析制动效果。
三、实验结果与分析1. 电机基本参数测量结果根据实验数据，本次测试的电机额定电压为220V，额定电流为10A，额定功率为2.2kW，额定转速为3000r/min，额定转矩为2N·m。
2. 电机空载实验结果在空载条件下，电机转速稳定在3000r/min，转矩约为0.2N·m，功率约为0.5kW。
实验结果表明，电机在空载状态下具有良好的启动性能。
3. 电机负载实验结果在负载条件下，随着负载的增加，电机转速逐渐降低，转矩和功率逐渐增大。
当负载达到额定值时，电机转速约为2400r/min，转矩约为 1.8N·m，功率约为 1.8kW。
实验结果表明，电机在额定负载下具有良好的运行性能。
4. 电机调速实验结果通过变频器对电机进行调速，实验结果表明，电机转速与功率、转矩之间存在一定的线性关系。
PWM直流电机调速实验报告
直流电机PWM调速模块由测速电路和PWM调速电路两部分组成。模块的电源由接口总线引入。本模块使用的电机为5V直流电机。
1）电机测速部分
①直流电机测速原理介绍
电机测速部分由光电开关完成，电机带动一个周边均匀分布圆孔的金属圆盘，当电机转动时，圆盘跟着一起转动。光源发出的光通过圆孔照射到光电器件上，当圆孔随着电机轴转动时，光电开关可以输出和圆孔数目相同的脉冲，从而测得转速。
3.观察直流电机转速，一段时间后控制在程序设定的值30转/S的左右。
三、实验原理图
四、实验原理
1.PWM的调速原理
PWM调速是通过改变输出脉冲的占空比，从而改变电机转速的一种调速方法。PWM调速分为单极性和双极性两种。在单极性方式下，电机的转动方向不变，改变的只是转速；而在双极性方式下，电机的转动方向和转速都是可变的。本实验是单极性控制，其基本原理如下：
shortdelay(PWMH);
PWM=0;//turn off电机
shortdelay(PWML);
}
}
五、实验结论及讨论
本实验成功实现了直流电机转速的控制，转速设定值为30r/s，通过数码管显示出当前转速，和设定值，利用脉宽调制原理对电机转速进行间接控制。
本实验实现了通过PWM方法使输出电压改变从而改变直流电机转速的目标，并且电机的转速可以显示出来。因此，本实验既达到了动态调节电机转速，又实现了实时检测电机运转情况。
机电一体化实验报告
题目：
PWM直流电机调速实验
学生姓名：
学号：
指导教师：
张友旺
学院：
机电工程学院
专业班级：
机械1604班
日期2019年12月
电机拖动实验报告心得(3篇)
第1篇一、实验背景电机拖动实验是电气工程及其自动化专业的重要实验课程之一，旨在通过实验让学生了解和掌握电机的基本原理、结构、性能以及拖动系统的运行规律。
在本次实验中，我深入了解了直流电动机和异步电动机的工作原理，掌握了电机的启动、调速、制动等操作方法，提高了自己的动手能力和实际操作技能。
二、实验过程1. 实验准备在实验开始前，我认真阅读了实验指导书，了解了实验目的、原理、步骤及注意事项。
同时，我还提前准备了实验所需的器材，如直流电动机、异步电动机、电源、万用表、转速表等。
2. 实验操作（1）直流电动机实验首先，我连接了直流电动机的电路，包括电源、开关、电刷、电枢等。
在实验过程中，我观察了电动机的启动、转速、转矩等参数，并记录了实验数据。
接着，我进行了调速实验，通过改变电枢电压和串接电阻，实现了电动机的转速调节。
最后，我进行了制动实验，观察了电动机的制动效果。
（2）异步电动机实验在异步电动机实验中，我首先连接了电动机的电路，包括电源、启动器、控制电路等。
然后，我进行了电动机的启动实验，观察了电动机的启动过程和启动转矩。
接着，我进行了电动机的调速实验，通过改变电源频率和电动机的极数，实现了电动机的转速调节。
最后，我进行了电动机的制动实验，观察了电动机的制动效果。
3. 实验数据整理与分析在实验过程中，我记录了电动机的启动时间、转速、转矩等数据，并进行了整理和分析。
通过对比实验数据，我发现：（1）直流电动机的转速与电枢电压成正比，转矩与电枢电压的平方成正比。
（2）异步电动机的转速与电源频率成正比，转矩与电源频率的平方成正比。
（3）电动机的制动效果与制动电阻和制动方式有关。
三、实验心得1. 理论与实践相结合通过本次实验，我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在实验过程中，我不仅巩固了电机的基本理论知识，还提高了自己的动手能力，学会了如何将理论知识应用于实际操作。
2. 培养严谨的实验态度实验过程中，我严格遵守实验规程，认真观察实验现象，仔细记录实验数据。
（第五组）直流电机实验报告
实现直流电机正反转及调速的实验报告一实验任务自己规划出合适的方案，主要利用单片机与原件，芯片实现直流电机的正反转与调速。
要求能够明确体现正反转，并能明显观察出调速时速度的变化。
二实验方案及原理脉宽调制的全称为：Pulse WidthModulator、简称PWM、直流电机调速器就是调节直流电动机速度的设备, 由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的, 因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器,由于它的特殊性能、常被用于直流负载回路中、灯具调光或直流电动机调速、HW-1020型调速器、就是利用脉宽调制(PWM)原理制作的马达调速器、PWM调速器已经在:工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电扇等、得到广泛应用。
设计的系统以单片机为控制核心，通过单片机里所编写的程序控制直流电机出现正反转的条件，以及规定速度的等级及调节速度变化时的条件。
并且程序要实现通过电路板上的数码管把直流电机所处的正反转的状态以及当下的转速等级在数码管上显示出来。
显示部分显示各段设定的转速值。
单片机主要完成参数设置、参数显示和控制输出等功能。
然后通过单片机输出控制量连接相对应的硬件电路从而推动电机的状态变化。
通过单片机以后连接的硬件电路主要是恒压恒流桥式2A驱动芯片L298,该芯片内部包含4通道逻辑驱动电路，可以方便的驱动两个直流电机或一个两相电机，这里我们只采用一个两相电机，然后在通过L298以后再连接一个电机即可。
（一共四个按键，其中一个按键是转向切换键，起始时的默认状态时正转，一个按键是停止键，一个是增速键一个是减速键，一共两个数码管，前面的一个数码管显示工作状态，后面的显示速度等级。
）实现正反转的原理：通过电枢电压的极性来改变直流电机的转速。
实现调速的原理：通过脉冲宽度调制来控制电动机的速度。
其作用过程如下：在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。
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- 1 - 直流电机转速控制 摘要…………………………………………………………… 一、系统总体设计………………………………………….... 1.1系统总体方案................................................................. 1.2系统总体框图................................................................. 二、模块电路方案比较与论证……………………………… 2.1 电机驱动………………………………………………. 2.2 转速检测………………………………………………. 三、系统模块电路的设计…………………………………… 3.1 键盘……………………………………………………. 3.2 显示部分…………………………………………….... 3.3 电机驱动……………………………………………… 3.4 转速检测……………………………………………… 四、软件设计………………………………………………… 五、测试方案与测试结果…………………………………… 5.1 测试方案………………………………………………. 5.2 测试结果………………………………………………. 5.3 误差分析………………………………………………. 六、总体结论………………………………………………… 七、附录……………………………………………………… 八、参考文献………………………………………………… - 2 -
摘要：本作品以TI公司的超低功耗MSP430F149和光电传感器为主要部件，
设计并制作了电机转速控制系统。该系统用脉冲调制（PWM）控制驱动电路，从而改变电机转动，有效的降低了功率浪费和热耗散，降低了对电源的要求。在测量部分使用光电传感器，有效地提高了测量的灵敏度与精度。通过转速测量可以有效控制电机的运转。
关键字: MSP430F149 光电传感器 脉冲调制（PWM）
Abstract: this work by TI company MSP430F149 photoelectric sensor and low
power consumption for main components, design and manufacture of the motor speed control system. This system by using a pulse modulation (PWM) control circuit, which drive motor rotation, effectively reduce the waste and heat dissipation power, reduced to power requirements. In some measure photoelectric sensor, effectively improve the accuracy of measurement and sensitivity. Through measurement can effectively control motor speed of operation.
Key words: MSP430F149 photoelectric sensor pulse modulation (PWM) - 3 -
一、系统总体设计 1.1系统总体方案 根据题目要求，本系统总共分为六大部分：第一部分键盘输入信号控制了电机转速和显示。第二部分利用MSP430F149的控制功能实现对输出信号的处理与控制。第三部分驱动电路，使用MSP430输出PWM波控制驱动电路，使其输出相应的驱动电压。第四部分检测电路，主要采用光电传感器检测电机转速，将输出的脉冲信号通过电压比较器，转换成标准的高低电平，送入MSP430计算转速，将结果送入第五部分显示模块显示相应的转速。
1.2系统总体框图
图一 系统总体框图 键 盘 MSP430
驱
动 电 路
电机
显示
检测电路 - 4 -
二、模块电路方案比较与论证 2.1 电机驱动 方案一：Cuk变换电路 库克变换电路属于升降压型直流变换电路，通过PWM波的控制，可以改变电路输出的电压，从而通过这个可变的电压改变电机的转速。其输入与输出的关系如下式： Uo=-Ud*D/（1-D） 其中D为PWM波的占空比，Ud是输入电压，Uo是电路的输出电压。通过 具体电路如图所示：
Cuk变换器：美国加州理工学院Slobodan Cuk提出的对Buck/Boost改进的单管不隔离直流变换器，在输入输出端均有电感，可以显著减小输入和输出电流的脉动，同样是输出电压的极性与输入电压相反，同样是输出电压既可低于也可高于输入电压。Cuk变换器可看做是Boost变换器和Buck变换器串联而成，合并了开关管。开关管Q也为PWM控制方式。Cuk变换器也有CCM和DCM两种工作方式，但不是指电感电流，而是指流过二极管的电流连续或断续。在一个开关周期中开关管Q的截止时间(1-Dy)Ts内，若二极管电流总是大于零，则为电流连续；若二极管电流在一段时间内为零，则为电流断续工作；若二极管电流在t=Ts时刚降为零，则为临界连续工作方式。 Cuk变换器中有两个电感，这两个电感之间可以没有耦合，也可以有耦合，耦合电感可进一步减小电流脉动量。 分析时增加一个假设：耦合电容C1容量很大，变换器在稳态工作时C1的电压基本保持恒定。 CCM时的基本关系： - 5 -
Cuk变换器中，电源能量经过3次变换才到负载。第一次是Q导通，电感L1储能增长，电能转换为磁储能；第二次是Q截止，L1的磁能转移为C1的电能存储着；第三次是Q导通，C1的电能转移到负载和输出回路的电感L2和电容Cf。实际上，第一、三次两个转换是同时进行的。 Cuk变换器中两电感电流增长率和下降率仅与Vin、Vo和自身电感大小有关。电感确定后，两电流增长率只由Vin大小决定，分别为Vin/L1和Vin/L2；下降率只与Vo有关，分别为Vo/L1和Vo/L2。 DCM时的基本关系：
两电感有耦合的Cuk变换器： 如果两电感L1和L2绕在同一铁芯上，则两个电感互相耦合，除自感外还有互感M，通常用耦合系数k来表示耦合程度：
耦合电感可以进一步减小输入电流和输出电感电流的脉动。 但是该方案对电容要求较高，且需要两个电感，电路比较复杂，适合于大功率的电机驱动。所以该方案在本设计中不合适。 - 6 -
方案二：三极管驱动放大 采用三极管将PWM波的功率进行放大，使其在0到9伏之间变化，从而产生驱动电机的能量源。这样才能使三极管有效的放大并输出稳定的控制电压。 三极管放大器的基本电路如图3-7-1（a）所示。图中Vbe为待放大的交流小信号，经三极管放大后从集电极输出。直流电压VbeQ和Vcc为三极管提供直流偏置电压，保证三极管工作在放大模式。
CR
BEQVCQI
EQIBQIB
(b) CCV
BEQV
Ci
EiBiB
(a) CCV
bevBEvC
v
CQV
CR
图3-7-1三极管放大器电路 电压放大倍数也称为电压增益，它定义为输出交流电压与输入交流电压的比值。在图3-7-1所示的电路中，集电极的总瞬时电压为
CCCCC
CCCQcCCCCQCcCCQcCCQC
vViRVIiRVIRiRViRVv
（3.7.18）
其中CCQCCCQRIVV为集电极的直流偏置电压，集电极输出的交流电压为 beCmCbemCccvRgRvgRiv （3.7.19）
因此电压放大倍数为
beCCeCeCmbe
cVrRRrRrRgvvA1
（3.7.20）
可见放大倍数的大小与三极管的跨导mg成正比关系。同时应注意，该式中负号表示了输出信号与输入信号为反相关系，即输出信号与输入信号的相位差为180o。 - 7 -
其具体电路如图所示： 方案三：运算放大器功率放大 采用电压串联负反馈电路，将滤波后的PWM波信号进行有效的放大，使其输出在（0~12V）之间变化。从而驱动电机的转动，以达到电机转速控制的目的。电路如下图所示： - 8 -
2.2 转速检测 方案一：霍尔传感器检测转速 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。 在电机轴上装个磁片，电机转动带动磁片转动，发生磁场变化，用一个霍尔元件检测变化的次数，通过单片机计数，单位时间的数量就是电机的转速。
方案二：光电传感器检测转速 光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。 检测电路采用发光二极管作为光源，给电机转轴上贴上反光片，将转速转换成光信号的变化，在将光信号的变化传入单片机进行处理，计算出转速。