直流电机调速控制和测速系统设计

直流电机调速控制和测速系统设计
摘要：直流型的电机得性能在电机结构中有着较好的优势，由于时代的持续进步，与直流电机相关的使用频率也变得更高。

然而，以往的直流电机工作性质与所面临得运转问题息息相关，怎样对转速进行合理管控就变成了直流电机发展和应用期间存在的困难。

而直流电机控制系统的产生，可以较好的处理该方面的情况，不仅能够增强直流电机的平稳程度和精准程度，还可以合理管控直流电机的运行速度，从而达到我国对相关设备的应用标准。

基于此，本文重点分析了直流电机调速控制的方式，进一步对测速系统进行设计，以供相关人员参考。

关键词：直流电机；调速控制；测速系统
目前，直流发电机的应用非常广泛，在自动化装备领域中，其内蓄电池内部都配置有相应的直流发电机，保证在断电的情况下起到一定的发电机组的润滑作用。

而直流电动机在启动时，其所用的电流量会增大很多，造成一定的冲击力，这种冲击力会造成一定的影响，比如充电器出现损坏、短路等，这些故障的产生都会使得发电设备无法正常运转。

因此，为了解决我国在有关这方面的控制技术上存在的问题，需要对调速与测速系统进行控制与设计，以此来确保整个电机设备的稳定性与安全性。

1电机调速原理及其实现
电机调速原理主要是指对电机两端所存在的电压进行数据上的更改，以此来完成对电机转速的调节工作，对于电机而言，当自身的电压方向出现改变，那么电机的旋转变化发生改变。

而PWM在调速原理方面则是以脉冲信号为主，利用脉冲信号的输出特性来进行传输，并改变原本存在于电机内部空间的脉冲信号，通过间接或速度按钮来完成有关电机电压的更改工作，从而来确保电机的转速能够因此发生改变。

在这一过程中，电机内部的脉冲占比越大，转速也就越慢。

整个电路主要是以H桥为主，为了确保整个驱动电机能够得到有效控制，将三极管进行单片机的引脚安装，将基极部分分别安装，从而来确保当电机处于运
行状态时，能够利用垫片机来对其自身的转速内容进行控制。

当脉冲信号输送工作时，另一端会通过开展低电平的模式来进行应用，这时的直流电机会呈现为正转状态，反之亦然。

而在进行程序设计的过程中，为了确保直流电机的工作状态不会受到外界因素的影响而发生改变，则是将脉冲频率调整在10KHz，这样不但能够方面后续工作顺利开展，同时还能够提高电机的工作质量。

图1电机驱动电路
2.系统电路框图和程序设计
2.1系统电路框图
在进行控制器的选择过程中，为了满足直流电机的调速需要，将采用
STC89C51单片机来对整个电机的转速情况进行有效控制，此外，按键模块与显示模块是整个电机结构中不可缺少的重要组成部分，其作用如下所示：
（1）按键模块：一共会涉及不同类型的五个按键，它们分别对应着P1.0到P1.4的引脚结构，能够对电机的运转情况进行有效控制，比如说正向转动、反向转动、减速与加速，为了确保整个按键的功能性，在进行按键设计的过程中，则是采用了较为独立的按键模式，这样能够有效开展后续的识别工作。

（2）显示模块。

主要是对当前电机的转速情况以及脉冲占空比数据进行显示，因而在进行设备选择中则是以LCD1602为基础，并将数据线进行单片机接口的连接，这样不但能够有效提高整个电机结构的稳定性，同时还能够方便开展电机转速的控制工作。

2.2程序设计
在开展程序设计的过程中，应当通过对PWM来进行有关占空比的数据调节，
从而来影响当前直流电机的实际运转速度，并购置内部定时设备。

为了确保整个
系统的工作质量能够得到保障，则是选用了三个终端来进行系统编程，除了上述
提到的定时中断外，还会利用霍尔元件来进行脉冲的调整，在适当时期进行外部
中断干预。

2.3系统软件设计
该直流电机闭环调速控制系统的原理框图如图2所示。

其中，给定速度由键
盘输入接口电路输入AT89C5l单片机控制系统，速度Pl调节、电流Pl调节和转
速反馈量的计算由TMS320LF2407A编程实现。

测得的电机转速通过AT89C51控制
系统输出到液晶显示单元上实时显示。

图2闭环调速控制系统图
3.发电厂直流电机速度控制中的问题
3.1直流电机的接线问题
直流电机的接线时电机安装过程中非常重要的一部分。

在进行接线的操作时，应当提前充分了解接线的图纸的线路图，根据图纸的内容进行规范的操作，同时
还要根据具体的情况，来合理的选择接线的方法。

如果接线出现问题，会导致出
现电路短路、设备损坏，严重的情况下还可能会发生火灾事故，因此，在进行接
线操作时，一定要根据具体的情况，来选择合理的接线方法，充分的了解线路图，从而保证正确规范的接线，保证直流电机能够正常使用。

3.2降低直流电机的启动电流方法
直流电机启动时会有相当大的电流，这时的电流会大大的超出额定电流的范围，会严重的损坏电机，因此，为了避免此类问题点的出现，要选用科学合理的
方法来降低电机启动时的电流。

大部分的电机都需要通过降低电流的方法来实现
电机的启动，一般情况下，需要降低到额定电流的2倍以下，从而保证电机启动
过程以及电机使用的安全性。

经过相关的研究与分析得出，可以通过对电机内部
进行电阻的串联工作，从而合理的控制电流量。

通过电阻串联的方法，使得电机
在启动时电压受到电阻的限制，从而电流也会随之受到影响。

4.发电厂直流电机速度控制的策略
4.1发电厂直流电机的具体情况
规模不同的电厂对于直流电机的选用也是不同的，具体体现在电机的规格、
品种、性能等。

这些差异性导致电机在使用中也存在一定的差异，因此，为了保
证电机能够正常的运行，发电厂必须对电机进行充分的了解，如果不能合理的了
解到直流电机的性能等条件，就无法有效的实现直流电机的控制，最终导致电机
的启动过程仍然存在问题。

因此，在对于电机启动的控制过程中，具体需要做到
以下几点内容：第一，要全面充分的了解电机的规格以及属性。

通过对于电机的
充分了解，可以根据具体的情况，为之后的电机启动的控制工作提供一定的帮助，利于后续工作的开展。

第二，对于直流电机启动时的情况以及启动的要求进行充
分的了解，以此可以更好的实现电机的启动的控制，合理的制定控制的计划与方案。

4.2直流电机启动问题的总结与分析
为了更好的实现电机启动的控制，不仅需要对电机的具体情况进行充分的了解，还需要结合以往的经验，总结出更合理的控制方法。

发电厂要根据对于直流
电机的了解，发现直流电机在使用过程中存在的问题，通过对于以往经验的分析
与总结，更好的明确出直流电机在启动时的标准与要求，比如对于电流的要求、
电压控制的方法等，之后，再对于具体的控制方法与技巧进行分析。

这样以来，
直流电机启动的控制工作在进行时就有了一定的规范与要求，能够明确控制的目
标，不断的优化控制过程的操作规范，促进电机速度控制工作的顺利进行，提高
整个控制工作的效率。

4.3 直流电机的速度控制
在对于直流电机的具体情况充分了解之后，要对电机启动的控制制定出合理
的解决方案与计划，根据目前的实际情况来看，为了能够实现直流电机启动工作
顺利进行，需要做到以下几点：第一，要对直流电机进行检测与分析，来判断现
有的直流电机是否具备启动时应有的条件。

不仅要满足直流发电机具有足够的转矩，还需要满足启动时的电流在安全的范围内。

通过检测工作的进行，更好的实
现电机启动工作的控制。

第二，在电机启动过程中，要对主要的设备等进行检查，主要是电阻，保证其能够正常使用，从而保证电机启动的安全性。

第三，在电机
启动后，要对运行的状态进行检测，如果出现问题，要及时解决，从而促进电机
安全、稳定运行。

结论
总的来说，针对直流电机来说，借助对该系统的使用和检测，可以满足对电
机转速的合理管控。

然而，现阶段在测试期间获取到的速度本身存在着较大的误差，而导致该种现象的关键因素需要有关人员分析发现，同时合理控制直流电机
的速度，降低由磁场环境差异所产生的影响。

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