得太软,而且功耗很大。
(二)改变电枢电压调速:当电动机采用这种方式,其机械特性随电枢电压的改变而产生平
移,所以它的调速范围较广。电枢电压的调节常用晶闸管整流装置实现,但低速运
行时功率因数变低,而且在交流侧出现较多的谐波成分,对电网不利。
(三)PWM 直流调整系统:其原理是将直流控制信号与三角波经调制电路产生一系列脉宽
不等的脉冲信号,做功率放大后驱动大功率器件。控制调制方波的占空比,便可以
改变输出平均电压。将 PWM 输出电压接至直流电动机的电枢两端,便可组成性能优
良的调速系统。该调速系统的优点是调速范围广、效率高、响应速度快、电流脉动
小及对电网污染小;但因系统较复杂,造价也相应地提高。
(四)双闭环直流调速系统:该系统的反馈量电流和转速信号,分别送入电流调节器和速度
调节器。调节器按 P-I(比例—积分)方式实现调节。由电流调节器组成的闭环称为
电流环。由速度调节器组成的闭环称为转速环,电流环用于控制电流,转速环用于
控制转速。
(五)数字式直流调速系统:目前较先进的直流调速系统均采用数字控制,从积分调节器到
触发装置,以及其他控制功能均由微处理器来实现。它具有调速性能高、工作可靠
和体积小等特点。数控装置设有键盘和 LED 显示器,可方便地利用键盘进行各项运
行参数的设定。此外,它还具备自诊断及完善的保护功能。
改变励磁的恒功率调速:从直流电动机的机械特性的公式可看出,当磁通减小电动机
的转速也随之提高。
由直流电机的电压平衡方程式:
U = e+IR
其中 I 为电机线圈电流,R 为线圈电阻,e 为电机的反电势, e = C*Φ*ω,式中,C 为
电机结构常数,为一常量;Φ 为线圈磁通;ω 为电机转动角速度。于是将 e 代入电压平衡
方程式中,可得:
U = C*Φ*ω+ IR
经过移项之后就可得出角速度和电压的关系式:
ω = (U-IR)/ C*Φ
从上式可以看出,改变外接电压 U,电机回路电阻 R, 磁通 Φ,可改变电机转速。本实
验所用直流电机为永磁式, 磁通 Φ 不可改变,而改变电机回路电阻 R 来调速的方式,已不多
见,所以采用改变外接电压 U 的调速方式,
1.3 系统设计功能要求
本设计是要利用 89C52 单片机控制 PWM 调速电路实现小功率直流电机的转速调节。
而本系统必须符合以下几点要求:
(1) 在(1000—5500)转/分 内对直流电机进行任意调速,最小调速级差为 1 转/分。
(2) 电机能在所设速度下稳定运转,运转速度与设定速度之差小于±20 转/分。