H桥驱动电路原理图及使能控制和方向逻辑
H桥驱动电路原理图及使能控制和方
向逻辑
一、H桥驱动电路
图1中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H 桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠(注意：图1及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来)。
如图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。
无刷直流电机的驱动及控制
无刷直流电机驱动 James P. Johnson, Caterpiller公司 本章的题目是无刷直流电动机及其驱动。无刷直流电动机（BLDC）的运行仿效了有刷并励直流电动机或是永磁直流电动机的运行。通过将原直流电动机的定子、转子内外对调—变成采用包含电枢绕组的交流定子和产生磁场的转子使得该仿效得以可能。正如本章中要进一步讨论的，输入到BLDC定子绕组中的交流电流必须与转子位置同步更变，以便保持磁场定向，或优化定子电流与转子磁通的相互作用，类似于有刷直流电动机中换向器、电刷对绕组的作用。该原理的实际运用只能在开关电子学新发展的今天方可出现。BLDC电机控制是今天世界上发展最快的运动控制技术。可以预见，随着BLDC的优点愈益被大家所熟知且燃油成本持续增加，BLDC必然会进一步广泛运用。 2011-01-30 23.1 BLDC基本原理 在众文献中无刷直流电动机有许多定义。NEMA标准《运动/定位控制电动机和控制》中对“无刷直流电动机”的定义是：“无刷直流电动机是具有永久磁铁转子并具有转轴位置监测来实施电子换向的旋转自同步电机。不论其驱动电子装置是否与电动机集成在一起还是彼此分离，只要满足这一定义均为所指。”
图23.1 无刷直流电机构形 2011-01-31 若干类型的电机和驱动被归类于无刷直流电机，它们包括： 1 永磁同步电机（PMSMs）； 2 梯形反电势(back - EMF)表面安装磁铁无刷直流电机； 3 正弦形表面安装磁铁无刷直流电机； 4 内嵌式磁铁无刷直流电机； 5 电机与驱动装置组合式无刷直流电机； 6 轴向磁通无刷直流电机。 图23.1给出了几种较常见的无刷直流电机的构形图。永磁同步电机反电势是正弦形的，其绕组如同其他交流电机一样通常不是满距，或是接近满距的集中式绕组。许多无刷直流电
直流电机控制系统
直流电机控制系统
摘要：本文利用MCS-51系列单片机产生PWM信号，采用了自己设计的电机驱动电路，实现对直流电机的转速和控制方向的控制，并着重对电机驱动电路的设计进行叙述。主要模块包括单片机控制模块、电机驱动模块、电机接口模块、电源模块、键盘控制模块。 关键词：PWM信号，直流电机，电机驱动，单片机
引言 随着科学技术的迅猛发展,电气设备发展日新月异.尤其以计算机,信息技术为代表的高新技术的发展,使制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化,传统的电气设备设计,制造技术不断吸收信息控制,材料,能量及管理等领域的现代成果,综合应用于产品设计,制造,检测,生产管理和售后服务.在生产技术和生产模式等方面,许多新的思想和概念不断涌现,而且,不同科学之间相互渗透,交叉融合,迅速改变着传统电气设备制造业的面貌,从而使得产品频繁的更新换代,这就使得电机成为社会生产和生活中必不可少的工具.随着科学技术的不断发展,人类社会的不断进步,人们对生活产品的需求要不断趋向多样化,这就要求生产设备必须具有良好的动态性能,在不同的时候进行不同的操作,完成不同的任务.为了使系统具有良好的动态性能必须对系统进行设计.特别是大型的钢铁行业和材料生产行业,为达到很高的控制精度,速度的稳定性,调速范围等国产直流电机简介为了满足各行业按不同运行条件对电动机提出的要求,将直流电机制造成不同型号的系列.所谓系列就是指结构形状基本相似,而容量按一定比例递增的一系列电机.它们的电压,转速,机座型号和铁心长度都是一定的等级.现将我国目前生产的几个主要系列直流电机简要的介绍如下。Z2系列为普通用途的中,小型电机.它的容量从400W到200KW,电动机的额定电压有200V和110V两种,额定转速有3000,1500,1000,750及600r/min五个等级.Z2系列普通用
直流电机驱动与控制系统设计
直流电机驱动与控制系统设计 【摘要】介绍了基于AT89C52单片机，利用光电传感器检测直流电机的转速，采用PWM调速方式，通过AT89C52单片机产生控制信号直接控制驱动芯片LMD18200，从而间接控制直流电机的速度、正反转，以及停止，并可以调节速度至预先设定的速度。 【关键词】直流电机；单片机；lmd18200；PWM调速 直流电机在机器人和各种自动化控制领域发挥着重要的作用，而对电机速度的控制尤其重要，传统的控制系统通常采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而使系统的运行特性也随之变化，故系统的运行可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故[1]。直流电机的数字控制已经成为了电动机控制的发展趋势，用单片机对电动机进行控制是实现电机数字控制的最常用手段，但是仅仅使用单片机进行控制会使运行程序复杂。为了减小单片机的负担，本文使用专门的直流电机控制芯片LMD18200，设计了一种基于单片机的直流电机驱动控制系统。 1.硬件电路的组成 系统硬件电路结构框图如图1所示，主要包括单片机电路、稳压电路、转速检测电路、转数显示电路、隔离电路、LMD18200驱动电路等。 1.1 稳压电路 硬件系统需要两个不同大小的电压供电。一个电压是所用驱动芯LMD18200电源端口的电压，该电压最大可以使用55V，在该硬件电路中使用的是24V；另一个电压大小为5V，该电压提供给单片机、转数测量电路中的LM393芯片以及隔离电路中的光电耦合芯片6N137。为了减少成本，硬件调试方便及满足设计的合理性，本设计中使用了稳压芯片LM7805，从而实现一个24V电源对整个硬件电路供电。具体电路如图2所示。电路左边接入24V的电经过稳压芯片LM7805将右边输出电压稳定到5V。 1.2 隔离电路 单片机输出的控制信号包括PWM控制信号和转向信号。由于驱动芯片LDM18200的控制信号是由单片机产生的，而驱动芯片输入电压较大，如果电路发生问题，电流就直接流入单片机，这样会对单片机造成损害，为了解决这个问题，在单片机和驱动芯片之间接入隔离电路，从而使单片机和驱动芯片进行隔离。同时考虑到PWM信号频率高[2]，高达16.5khz，普通的光电隔离器件不能应用，故选用了高速光电耦合器芯片6N137。以PWM信号为例，转向信号类似，具体电路如图3所示，该种连接方法在传输过程中逻辑状态不变，单片机产生的PWM 信号从芯片6N137的3号引脚输入，从网络标号PWM端输出。 1.3 转速检测电路 采用光电传感器测量直流电机的转速。在直流电机转轴的末端贴上一个黑白交替的塑料卡片，该塑料卡片由三层组成，上下两层由透明塑料组成，中间夹着十张均匀分布的小黑纸。根据光电传感器的工作原理，直流电机转动一周，光电传感器输出引脚输出十个脉冲信号。同时考虑到光电传感器输出的脉冲信号不规则，将其输入到单片机后，不宜于单片机对其识别，因此在光电传感器的输出引脚连接一个由运放芯片LM393组成的脉冲整形电路[3]。具体电路如图4所示，
直流电机控制系统设计范本
直流电机控制系统 设计
XX大学 课程设计 （论文）题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 7 月 9 日至 7 月 20 日 课程设计的内容及要求： 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。
指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0 前言...................................................................................... 错误!未定义书签。 1 总体方案设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 系统方案 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 系统构成 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 电路工作原理............................................................... 错误!未定义书签。 1.4 方案选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2 硬件电路设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2.1 系统分析与硬件设计................................................... 错误!未定义书签。 2.2 单片机AT89C52............................................................ 错误!未定义书签。 2.3 复位电路和时钟电路................................................... 错误!未定义书签。 2.4 直流电机驱动电路设计 ............................................... 错误!未定义书签。 2.5 键盘电路设计............................................................... 错误!未定义书签。 3 软件设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。 3.1 应用软件的编制和调试 ............................................... 错误!未定义书签。 3.2 程序总体设计............................................................... 错误!未定义书签。 3.3 仿真图形 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4 调试分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。
直流电机驱动控制电路_NMosfet
1 引言 长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。特别随着计算机在控制领域，高开关频率、全控型第二代电力半导体器件(GTR、GTO、MOSFET、IGBT等)的发展，以及脉宽调制(PWM)直流调速技术的应用，直流电机得到广泛应用。为适应小型直流电机的使用需求，各半导体厂商推出了直流电机控制专用集成电路，构成基于微处理器控制的直流电机伺服系统。但是，专用集成电路构成的直流电机驱动器的输出功率有限，不适合大功率直流电机驱动需求。因此采用N沟道增强型场效应管构建H桥，实现大功率直流电机驱动控制。该驱动电路能够满足各种类型直流电机需求，并具有快速、精确、高效、低功耗等特点，可直接与微处理器接口，可应用PWM技术实现直流电机调速控制。 2 直流电机驱动控制电路总体结构 直流电机驱动控制电路分为光电隔离电路、电机驱动逻辑电路、驱动信号放大电路、电荷泵电路、H桥功率驱动电路等四部分，其电路框图如图一 由图可以看出，电机驱动控制电路的外围接口简单。其主要控制信号有电机运转方向信号Dir电机调速信号PWM及电机制动信号Brake，Vcc为驱动逻辑电路部分提供电源，Vm为电机电源电压，M+、M-为直流电机接口。 在大功率驱动系统中，将驱动回路与控制回路电气隔离，减少驱动控制电路对外部控制电路的干扰。隔离后的控制信号经电机驱动逻辑电路产生电机逻辑控制信号，分别控制H桥的上下臂。由于H桥由大功率N沟道增强型场效应管构成，不能由电机逻辑控制信号直接驱动，必须经驱动信号放大电路和电荷泵电路对控制信号进行放大，然后驱动H桥功率驱动电路来驱动直流电机。 3 H桥功率驱动原理 直流电机驱动使用最广泛的就是H型全桥式电路，这种驱动电路方便地实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。H桥功率驱动原理图如图2所示。
数控机床驱动与控制标准系统
第四章数控机床的驱动与控制系统 第一节位移、速度、位置传感器 数控机床若按伺服系统有无检测装置进行分类，可分为开环系统和闭环(或半环)系统。也就是说检测装置是闭环(半闭环)系统的重要部件之一，它的作用是测量工作实际位移并反馈送至数控装置，使工作台按规定的路径精确移动。因此对于闭环系统来说，检测装置决定了它的定位精度和加工精度。数控机床对检测装置的主要要求为： (1)工作可靠，抗干扰性强； (2)使用维护方便，适应机床的工作环境； (3)满足精度和速度的要求； (4)成本低。 通常，数控装置要求位置检测的分辨率为0.001～0.0lmm；测量精度为±0.002～±0.02mm／m，能满足数控机床以1～l0m／min的最大速度移动． 位置检测装置的分类列表于4－1中。本章仅就其中常用的检测装置(旋转变压器感应同步器光栅、磁栅、编码盘)的结构和原理予以讲述。 旋转变压器
是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛应用在数控机床上。 工作原理 当转子绕组的磁轴与定子绕组的磁轴自垂直位置转动一角度θ时，绕组中产生的感应电势应为 E1＝nV1sinθ ＝nV m sinωt sinθ 式中n——变压比； V1——定子的输入电压； V m——定子最大瞬时电压。 当转子转到两磁轴平行时(即θ＝90o)，转子绕组中感应电势最大，即 E1＝nV m sinωt 旋转变压器的应用 V3＝nV m sinωt sinθ1 + nV m cosωt cosθ1 ＝nV m cos(ωt –θ1) ?感应同步器 感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点一般可分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由转子和定子组成。前者用于直线位移的测量，后者用于角度位移的测量。 它们的工作原理都与旋转变压器相似。感应同步器具有检测精度高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好等优点，广泛应用于高精度的数控机床。本节主要以直线式感应同步器为例，对其结构特点和工作原理进行讲述。
数控机床的驱动与控制系统
第四章数控机床的驱动与控制系统学 时 章节教学内容重点、难点 2 §4-1 位移、速度、位置传感器理解其应用情况 1 §4- 2 进给伺服驱动系统 4 §4-3.1 典型进给伺服系统(位置控制) ——步进式伺服系统 掌握系统的组成及工作 原理 1 §4-3. 2 闭环、半闭环进给伺服系统 第一节位移、速度、位置传感器 数控机床若按伺服系统有无检测装置进行分类，可分为开环系统和闭环(或半环)系统。也就是说检测装置是闭环(半闭环)系统的重要部件之一，它的作用是测量工作实际位移并反馈送至数控装置，使工作台按规定的路径精确移动。因此对于闭环系统来说，检测装置决定了它的定位精度和加工精度。数控机床对检测装置的主要要求为： (1)工作可靠，抗干扰性强； (2)使用维护方便，适应机床的工作环境； (3)满足精度和速度的要求； (4)成本低。 通常，数控装置要求位置检测的分辨率为0.001～0.0lmm；测量精度为±0.002～±0.02mm／m，能满足数控机床以1～l0m／min的最大速度移动． 位置检测装置的分类列表于4－1中。本章仅就其中常用的检测装置(旋转变压器感应同步器光栅、磁栅、编码盘)的结构和原理予以讲述。 旋转变压器 位置检测装置分类
是一种常用的转角检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此被广泛应用在数控机床上。 ?工作原理 当转子绕组的磁轴与定子绕组的磁轴自垂直位置转动一角度θ时，绕组中产生的感应电势应为 E1＝nV1sinθ ＝nV m sinωt sinθ 式中n——变压比； V1——定子的输入电压； V m——定子最大瞬时电压。 当转子转到两磁轴平行时(即θ＝90o)，转子绕组中感应电势最大，即 E1＝nV m sinωt ?旋转变压器的应用 V3＝nV m sinωt sinθ1 + nV m cosωt cosθ1 ＝nV m cos(ωt –θ1) ?感应同步器 感应同步器是一种电磁式位置检测元件，按其结构特点一般可分为直线式和旋转式两种。直线式感应同步器由定尺和滑尺组成；旋转式感应同步器由转子和定子组成。前者用于直线位移的测量，后者用于角度位移的测量。 它们的工作原理都与旋转变压器相似。感应同步器具有检测精度高、抗干扰性强、寿命长、维护方便、成本低、工艺性好等优点，广泛应用于高精度的数控机床。本节主要以直线式感应同步器为例，对其结构特点和工作原理进行讲述。
直流电机的H型驱动
电动小车的电机驱动及控制探讨 一个电动小车整体的运行性能，首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。电动小车的驱动系统一般由控制器、功率变换器及电动机三个主要部分组成。电动小车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性，而且电机的转矩-转速特性受电源功率的影响，这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。我们所使用的电机一般为直流电机，主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。直流电机的控制很简单，性能出众，直流电源也容易实现。本文即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。 1．H 型桥式驱动电路 直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路，这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。它的基本原理图如图1所示。 全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态，S1、S2为一组，S3、S4 为另一组，两组的状态互补，一组导通则另一组必须关断。当S1、S2导通时，S3、 S4关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动；当S3、S4导通时，S1、S2关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。
在小车动作的过程中，我们要不断地使电机在四个象限之间切换，即在正转和反转之间切换，也就是在S1、S2导通且S3、S4关断，到S1、S2关断且S3、 S4导通，这两种状态之间转换。在这种情况下，理论上要求两组控制信号完全互补，但是，由于实际的开关器件都存在开通和关断时间，绝对的互补控制逻辑必然导致上下桥臂直通短路，比如在上桥臂关断的过程中，下桥臂导通了。这个过程可用图2说明。 因此，为了避免直通短路且保证各个开关管动作之间的协同性和同步性，两组控制信号在理论上要求互为倒相的逻辑关系，而实际上却必须相差一个足够的死区时间，这个矫正过程既可以通过硬件实现，即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时，也可以通过软件实现（具体方法参看后文）。 驱动电流不仅可以通过主开关管流通，而且还可以通过续流二极管流通。当电机处于制动状态时，电机便工作在发电状态，转子电流必须通过续流二极管流通，否则电机就会发热，严重时烧毁。 开关管的选择对驱动电路的影响很大，开关管的选择宜遵循以下原则： （1）由于驱动电路是功率输出，要求开关管输出功率较大； （2）开关管的开通和关断时间应尽可能小；
直流电机控制系统
单片机应用课程设计任务书 2013－2014学年第一学期第16周－16周 题目直流电机控制系统 容及要求 结合微机原理、单片机技术知识，查阅有关资料，设计一个能够控制直流电机定时正反转的自动控制系统，通过仿真实现。要求电机采用PWM无级调速，定时时间通过拨码开关设置，转速通过电位器设置，采用发光二极管显示电机旋转状态。 进度安排 1、查找资料，提出总体方案1天 2、分析、设计、调试、实现3天 3、检查、整理、写设计报告、小结1天 学生姓名： 指导时间：指导地点：任务下达任务完成 考核方式 1.评阅√ 2.答辩√ 3.实际操作√ 4.其它□
指导教师系（部）主任 摘要 本文是对直流电机PWM调速器设计的研究主要实现对电机的控制。本课程设计主要是实现PWM调速器的加速、减速、停止等操作。并实现电路的仿真。为实现系统的微机控制在设计中采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分配以各种显示、驱动模块实现对电动机转速参数的显示和测量，利用ADC0809进行模数转换，由命令输入模块及H型驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入单片机在程序控制下，利用H型驱动电路完成电机正反转控制.在设计中采用PWM调速方式通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，就是通过调节电位器的位置，进而实现对电动机的调速。然后通过拨码开关设置定时正反转的时间。设计的整个控制系统在硬件结构上采用了大量的集成电路模块大大简化了硬件电路提高了系统的稳定性和可靠性使整个系统的性能得到提高。 关键词：AT89C51单片机L298直流电机ADC0809
[Abstract] Motor plays an important role in all walks of life,and the motor speed motor is o ne of the important performance,thus measuring the rotational speed of the motor and the motor speed,to make it meet the needs of people.With the development of science and technology,PWM control of motor speed in a way to become.This desi gn is a single chip AT89S52and L298control of DC motor PWM speed control syste m,using AT89S52chip for low cost DC motor control system design,using PWM control mode,by changing the PWM duty ratio so as to change the motor armature voltage,and then the motor speed control.Design of th e whole control system,the hardware structure using a large number of integrated ci rcuit module,greatly simplifying the hardware circuit,improves the stability and relia bility of the system,so that the performance of the whole system is improved.Realiza tion of the motor is transferred,reverse,acceleration,deceleration control [Key Words]AT89S52、DC motor、PWM Speed Autormatic、L298、ADC0809
直流电驱动控制系统
直流电驱动控制系统采用西门子6RA70系列直流调速装置，它是将恒压恒频的交流电源通过6脉动（或12脉动）整流装置，变成连续可调的直流电压，从而驱动直流电机来满足对石油钻机的绞车、转盘和泥浆泵的控制；采用“一对一”或“一对二”控制方式。系统运行稳定、可靠、安全，具有完善的保护功能。 直流电驱动控制系统技术参数 ?额定输入电压：AC600V 50HZ/60HZ 3相 ?额定输出电压：DC0～750V连续可调 ?持续输出电流：2300A （“一对一”系统1150A） ?短时最大电流：2800A（60S）（1800A） 直流电驱动控制系统技术特点 ?绞车/转盘：“一对一”或“一对二”控制方式 ?泥浆泵：“一对二”控制方式 ?进口主断路器，抽屉式结构，手动储能合闸 ?大容量、模块化、风冷型功率单元，散热效果好，更换方便。 ?采用进口全数字调速控制器 ?强大的运算及控制功能 ?所有参数均可由键盘修改 ?具有完善的故障自诊断、自保护功能 ?有多个DI/DO,AI/AO端口可编程选用 ?可通过现场总线与PLC实现通讯 ?绞车电机可实现能耗制动 ?转盘具有软扭矩功能 ?泥浆泵可实现软泵运行 保护功能 ?交流输入电压失压保护 ?SCR桥过流保护 ?功率单元内部短路保护 ?最大输出电流限制 ?直流电机失风保护 ?双电机失步 ?直流母线接地保护 ZJ50D/ZJ70D型SCR传动控制柜 每套直流传动系统包括晶闸管整流桥、直流控制模块、冷却风机、浪涌抑制电路、接触器控制电路和皮带轮防滑保护电路等装置，均安装在一个驱动柜中。该柜性能优越、可靠性高、操作和维修简便。SCR柜输出可调电压0-750VDC，电流可达1950ADC。柜子的上端装有2000A的断路器，具有欠压脱扣线圈和辅助触点。面板上安装电压表(0-1000VDC)、电流表(0-2000ADC)和通电指示灯等装置。SCR整流桥下用风机强制冷却。在整流桥的每相输入端装有熔断器，附有微动开关，它与温度传感器和进线断路器的脱扣线圈互锁。微动开关断开表示主熔断器损坏。温度过高时，温度传感器断开，常闭触点，无论主熔断器损坏或柜内温度过高都可使断路器脱扣跳闸。柜中安装的浪涌抑制电路，可减弱危害SCR元件的任何尖脉冲。
电机驱动控制系统
电机驱动控制系统 摘要 由于单片机具有体积小、集成度高、运算速度快、运行可靠、应用灵活、价格低廉以及面向控制等特点，因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用，而且发展非常迅猛。随着单片机应用技术水平不断提高，目前单片机的应用领域已经遍及几乎所有的领域。 与交流电动机相比，直流电机结构复杂、成本高、运行维护困难，但是直流电机具有良好的调速性能、较大的启动转矩和过载能力强等许多优点，因此在许多行业仍大量应用。近年来，直流电动机的机构和控制方式都发生了很大的变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元器件的不断出现，采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）已成为直流电机新的调速方式。这种调速方法具有开关频率高、低速运行稳定、动态性能良好、效率高等优点，更重要的是这种控速方式很容易在单片机控制系统中实现，因此具有很好的发展前景。 本设计为单片机控制直流电机，以AT89C51单片机为核心，采用了PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精确调速的目的。由键盘控制电动机执行启停、速度和方向等各种功能，用红外对管测量电机的实际转速，并通过1602液晶显示出控制效果。设计上，键盘输入采用阵列式输入，用4*4的矩阵键盘形式，这样可以有效的减少对单片机I/O口的占用。
关键词：AT89C51 PWM 电机测速 一、硬件设计 1、总体设计
20 929303456781011121314151617318RFB 91112 10k 23
1918 2122232425262728 1.2.2 1602液晶显示模块 本模块实现了转速等显示功能。 D ：方向；占空比；预设转速；实测速度； 1.2.3键盘模块 根据实验要求，需由按键完成对直流电机的控制功能，并经分 析得出需要16个按键，为节省I/O 口并配合软件设计，此模块使用了4*4的矩阵模式。并通过P1口与主机相连。 1.2.4 PWM 驱动电路模块设计与比较
电机驱动和控制系统的测试
半导体器件应用网 https://www.360docs.net/doc/fc14331124.html,/news/195205_p1.html 电机驱动和控制系统的测试 【大比特导读】国际能源机构IEA曾经声称全球45%的电能是电机所消耗 的。在中国，这个比例是54%。这一方面反映了电机的使用是如此广泛，另一方 面也敦促业界开发和使用更高效的电机。为了满足机电工程师对电机驱动和控制 系统的测试需求，力科公司新推出基于8通道、12bit示波器的电机驱动和控制 系统测试平台HDO8000。 一.引言 国际能源机构IEA曾经声称全球45%的电能是电机所消耗的。在中国，这个比例是54%。这 一方面反映了电机的使用是如此广泛，另一方面也敦促业界开发和使用更高效的电机。为了 满足机电工程师对电机驱动和控制系统的测试需求，力科公司新推出基于8通道、12bit示 波器的电机驱动和控制系统测试平台HDO8000。 二. 电机测试需求分析 下图是一个典型的电机驱动和控制系统框图，大致分为功率驱动部分、电机控制部分、电机 和传感器部分。
图 2一个典型的电机驱动和控制系统 功率驱动部分 图 2中的功率驱动部分是一个典型的级联H-bridge驱动电路。将其放大到图 3显示： 图 3 H-bridge驱动电路 H-bridge驱动电路的输入为三相交流电，经过整流后变成直流电压(DC bus)。6个功率管组成的桥式电路将直流电压逆变为三相PWM信号输出给电机。 对于这一部分进行功率分析是电机测试最重要的内容。主要关注输入端的功率测量，输出端的功率测量，以及功率转换效率。
其次桥式电路的调试和验证也是必不可少的，这通常涉及对6个功率管的驱动电压、漏源电压和电流的测量。 电机控制部分 电机控制部分通常是一个嵌入式系统，核心是DSP或MCU，主要负责执行电机驱动算法、采集电机反馈信号以及和其他系统的通信接口。对这部分的测试涉及常规的数字电路测试，接口电路测试等。 电机和传感器 对电机的测试主要关注输入的电气功率、其实就是功率驱动部分的输出功率，电机输出的机械参数，即转速、扭矩、方向等，这些机械参数通常可由传感器输出。 三. 测试功能 为了满足上述的测试需求，力科公司推出的8通道、12bit示波器HDO8000系列能够提供以下测试功能： 1. 功率分析 在《利用八通道示波器分析三相交流电》一文中，我们已经了解到如何用示波器测试三相电的有功功率、无功功率、视在功率以及功率因数等参数，对于电机功率驱动电路的输入和输出功率的测量也是相同原理。为了适应多种供电方式，HDO8000能够测量五种接线方式：单相两线制、单相三线制、三相三线制(两瓦特计和三瓦特计)、三相四线制。仪器界面会给出连线示意图，指导使用者如何连接被测信号。同时也提供火线-火线电压到火线-零线电压的转换。图 4是设置界面示意。 图 4 电机功率测试设置界面示意 功率参数的测试结果能以表格方式显示在仪器界面上，如下图所示。
MOS管驱动直流电机要点
直流电机驱动课程设计题目：MOS管电机驱动设计
摘要 直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑，方便，调速围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要
求。 本文介绍了直流电机驱动控制装置（H桥驱动）的设计与制作，系统采用分立元件搭建H桥驱动电路，PWM调速信号由单片机提供，信号与H桥驱动电路之间采用光电耦合器隔离，电机的驱动运转控制由PLC可编程逻辑控制器实现。 关键词：直流电动机，H桥驱动，PWM
目录 一、直流电机概述 (4) 二、直流电机驱动控制 (6) 三、直流电机驱动硬件设计 (8) 四、直流电机驱动软件设计 (9) 五、程序代码 (12) 六、参考文献 (18)
一、概述 19世纪70年代前后相继诞生了直流电动机和交流电动机，从此人类社会进入了以电动机为动力设备的时代。以电动机作为动力机械，为人类社会的发展和进步、工业生产的现代化起到了巨大的推动作用。在用电系统中，电动机作为主要的动力设备而广泛地应用于工农业生产、国防、科技及社会生活等各个方面。电动机负荷约占总发电量的70％，成为用电量最多的电气设备。对电动机的控制可分为简单控制和复杂控制两种。简单控制对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元件
来实现。复杂控制是对电动机的转速、转角、转矩、电压、电流等物理量进行控制，而且有时往往需要非常精确的控制。以前对电动机的简单控制应用较多，但是，随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机的复杂控制变成主流，其应用领域极其广泛。电动机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步，使电动机控制技术在近二十多年发生了翻天覆地的变化。其中电动机控制部分已由模拟控制让位给以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统的应用，并向全数字控制系统的方向快速发展。电动机驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代，目前开关速度更快，控制更容易的全控型功率器件MOSFE和TIGBT成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的应用也使新型的电动机控制方法能够得以实现。脉宽调制控制方法（PWM和SPWM），变频技术在直流调速和交流调速中获得了广泛的应用。永磁材料技术的突破与微电子技术的结合又产生了一批新型的电动机，如永磁直流电动机、交流伺服电动机，开关磁阻电动机、超声波电动机、专为变频调速设计的交流电动机等。直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。与交流电机相比，直流电动机因结构复杂、维护困难、价格较贵等去诶按制约了它的发展，应用不如交流电机广泛。但由于直流电动机具有优良的起动、调速和制动性能，因此在工业领域中仍再有一席之地。
直流PWM驱动电源设计
南京工程学院 课程设计说明书 题目直流电动机脉宽调速系统设计课程名称电力电子技术 院（系、部、中心）电力工程学院 专业建筑电气与智能化 班级建筑电气091 学生姓名陈曦 学号206091034 设计时间2011.12.12~12.24 设计地点电力工程实践中心8-319 指导教师陈刚廖德利 2011 年12 月南京
5．课程设计进度安排 起止日期工作内容2011年 12月14 日－12月15日12月16日－12 月17日12月18日－12月19 日12月21日－12月22日12月23日－12月25 日课题选择查找资料 设计并绘制电路图 焊接主电路和控制电路调试电路并测量波形撰写报告并答辩 6．成绩考核办法 1、考核方法：平时表现，设计成果，答辩表现。 2、成绩评定：平时表现30%，设计成果40%，答辩表现30%。 教研室审查意见： 教研室主任签字： 年月日院（系、部、中心）意见： 主管领导签字： 年月日
电力电子技术课程设计 1、课设目的 电源和驱动是电力电子技术的两大主要应用领域。课程设计的主要任务是设训一和实现一个直流电动机的脉宽调速(直流PWM)驱动电源及控制用小功 率开关电源。其目的是通过对实际电力电子装置的设计、制作和调试，深化和拓展课程所学知识，提高工程实践能力。 2、控制对象 题目1:直流PWM驱动电源的设计 技术指标:被控直流永磁电动机参数:额定电压20V,额定电流1A,额定转速2000rpm。驱动系统的调速范围:大十1: 100。驱动系统应具有软启动功能，软启动时间约为2s。 3、课程设计任务 7.阅读相关资料，设计主电路和控制电路，用PROTEL绘制的主电路和控制电 路的原理图。 8.采购器件，装焊控制电路板。 9.在实验室进行装置调试。 10.设计成果验收。 11.整理设计文件，撰写设计说明书。 12.设计的成果应包括:用PROTEL绘制的主电路和控制电路的原理图，电路设计 过程的详细说明书及焊装和调试完毕的控制电路板。 4、主电路设计说明 1设计计算 系统方案论证,绘制电路原理图
自动控制中的几种常见直流电机驱动电路
自动控制中的几种小型直流电机驱动电路 贵州贺子宽在自动控制中，计算机控制一直成为人们的关注焦点，但控制的实现还得借助电子控制器来实现，其中电机的驱动是一个最为普遍的问题。本文所给出的直流电机驱动电路集锦相当直观，但却各具特色，可用于不同的控制需求。 直流电机的驱动比较简单，既可通过继电器或功率晶体管驱动，也可利用可控硅或功率型MOS场效应管驱动。为了适应不同的控制要求(如电机的工作电流、电压，电机的调速，直流电机的正反转控制等），下面介绍几种电路，满足这些要求。 图1电路利用了达林顿晶体管扩大电机驱动 电流，图示电路将BG1的5A扩流到达林顿复合 管的30A，输入端可用低功率逻辑电平控制。 上述电路采用的驱动方式属传统的单臂驱动， 它只能使电机单向运转，双臂桥式推挽驱动可使 控制更为灵活。图2为一款单端逻辑输入控制的 桥式驱动电路，它控制电机正反转工作，这个电 路的另一个特点是控制供电与电机驱动供电可以 分开，因此它较好地适应了电机的电 压要求. 图3也为单端正负电平驱动桥式 电路，它采用双组直流电源供电，该 电路实际是两个反相单臂驱动电路
的组合。图3也能控制电机的正反转。 图4电路以达林顿管为基础驱动电机的正反转，它由完全对称的两部分组成。当A、B两输入端之一为髙电平，另一端为低电平时，电机正转或反转；当两输入端同为高或低电平时，电机停转；如采用脉宽调制，则可控制电机的转速，因此图4具有四种组合输入状态，电机却可以产生五种运行状态。这里箝位二极管D1、D2的加入具有重 要的作用，它使达林顿管 BG2,BG3不会产生失控， 这在大功率下运转时更 显安全。本电路的另一特 点是输入控制逻辑电平 的高低与电机的直流工 作电压无关，用TTL标准电平就能可靠地控制。 与图4相比，图5的桥式驱动电路更为有趣，其一它是以低电平触发电机运转；其二控制端A、B具有触发锁定功能；其三具有多种保护，如D1、D2的触发锁定，D3—D6的功率管集电极保护等。因此本电路只有三种输入状态有效， 电机仍有五种工作状 态。D1 ,D2的作用是： 若A为低电平时，BG1、 BG2、BG5导通，BG2 集电极的髙电平将通 过D2封锁B端的输入，
直流电机控制系统硬件设计
基于TMS320无位置传感器无刷直流电机控制系统 摘要 这种无刷直流电机（BLDC）因具有高速度、高功率密度电机的特点而被越来越广泛的应用于工业区中。BLDC电机需要用位置和速度传感器控制。然而，位置传感器从尺寸，成本，维护和可靠性的观点考虑不是理想的选择。有一些不同的方法，可以解决这个问题，如根据磁通分布。本文介绍了一种无位置传感器无刷直流电机控制系统。采用反电动势来检测转子位置。反电动势在电动机起动过程中是非常微小的，并且很难有效地获得转子位置。转子的本文提出了一种重新设置的方法，闭环电流用于确保电机起动过程中的高速和安全问题。设计一个合适速度和电流双闭环系统，速度和电流通过数字信号处理器（DSP）来调节。通过软件提供一种简单的算法来计算电机的转速，间接简化了系统的硬件结构。本文对无位置传感器无刷直流电机控制系统的设计的硬件结构和软件设计进行了详细的阐述。仿真和实验的结果显示了无位置传感器控制系统的有效性和所获得的位置信号的精度检测。 关键词 无速度传感器，无刷直流电动机，反电动势，数字信号处理器 一、引言 无刷直流电机（BLDC）电机已应用于生产实践中由于其效率高、可控性好已被应用于生产实践中。无刷直流电机是一种新型的机电一体化电机，它需要一个逆变器和位置传感器来代替与电刷和换向器直流电机电子换向的执行。通常，由三个霍尔传感器作为无刷直流电机的转子位置传感器。然而从系统总成本，尺寸和可靠性的角度来看，转子位置传感器会带来几个缺点。因此，要消除这些传感器的电机无位置传感控制，即[ 1 ]。近年来，人们对无位置传感器无刷直流电机进行了研究。电机的转子位置信号由电机的电压、电流、基本方程、代数运算、反电动势，观察员，等来检测[24]。在这些转子位置的估计方法中，反电动势估计是一个最典型的方法。然而，电机的反电动势在起动过程中过小，并且换相点不容易实现，因此，传统的无位置传感器驱动器需要一个复杂的启动程序[4-6]。本文提出了一种基于转子设定方法的转子设定方法。在电机启动过程中应用闭环电流。该方法使系统可以快速和安全地启动。双闭环控制系统是利用一个400W，300V，10极无位置传感器无刷直流电机来实施的。该控制算法已经通过软件在数字信号处理器（DSP）（TMS320F240）上编辑。仿真和实验结果显示了在电机启动过程中精度侦探的位置信号和所提出的重新设定方案的有效性。 二、反电动势过零检测的方法 反电势过零检测方法是用来获取转子的位置信号。该方法是转子位置检测的一种最适用的方案。无刷直流电机通常采用由一个六步骤不连续的逆变器，如图1所示。
直流电机控制系统设计.
XX大学 课程设计 （论文） 题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院（系）自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 2012年7 月9 日至2012年7 月20 日 课程设计的内容及要求： 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 （1）掌握直流电机的工作原理及编程方法。 （2）掌握直流电机驱动电路的设计方法。 （3）制定设计方案，绘制系统工作框图，给出系统电路原理图。 （4）用汇编或C语言进行程序设计与调试。 （5）完成系统硬件电路的设计。 （6）撰写一篇7000字左右的课程设计报告。 指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日
目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 1.1 系统方案 (2) 1.2 系统构成 (2) 1.3 电路工作原理 (2) 1.4 方案选择 (3) 2 硬件电路设计 (3) 2.1 系统分析与硬件设计 (3) 2.2 单片机AT89C52 (3) 2.3 复位电路和时钟电路 (4) 2.4 直流电机驱动电路设计 (4) 2.5 键盘电路设计 (4) 3 软件设计 (5) 3.1 应用软件的编制和调试 (5) 3.2 程序总体设计 (5) 3.3 仿真图形 (7) 4 调试分析 (9) 5 结论及进一步设想 (9) 参考文献 (10) 课设体会 (11) 附录1 电路原理图 (12) 附录2 程序清单 (13)