1、 1 目录目录 摘要 .3 关键词： .3 1 直流电动机 .3 1.1 直流电动机的工作原理 .3 1.1.1 直流电动机的运动特性与优点 4 1.2 直流串励电动机 .5 1.2.1 串励电动机的特点 5 1.3 直流他励电动机 .5 1.3.1 他励电动机的特点 6 2 设计概要 .6 2.1 硬件设计概要 .7 2.2 程序设计流程图 .7 3 硬件设计 .8 3.1.1 电机驱动电路 8 3.1.2 单片机及控制电路 10 3.1.3 单片机介绍 12 3.1.3.3 管脚说明 .14 4 程序设计 .16 4.1 主程序设计 .19 4.1.1 定义说明程序 19 4.1.2 执行
2、主程序 20 4.2 子程序设计 .22 4.2.1 定义延时程序函数 22 2 4.2.2 定时器 1 中断服务程序 22 4.2.3 定时器 2 中断服务程序 23 4.3 调速原理 .23 4.3.1 PWM（脉冲宽度调制）原理 23 4.3.2 PWM（脉冲宽度调制）特点 24 5 调试与仿真 .25 参考文献 .25 附录 .26 3 摘要 通过单片机改变输出脉冲波的宽度井陉调节，以便实现直流电的起动、正反转、加速、 减速功能，在这种调速方法下，可以有效的减少其损耗功率。 关键词：单片机；直流电机；调速 1 直流电动机 直流电动机主要由静止的定子和旋转的转子组成。定子由主磁极、换向极
3、、电刷装置和 机座组成。主磁极铁芯上套有线圈，通入直流励磁电流便会产生磁场，即主磁场。换向极也 由铁芯及套在上面的线圈组成，其作用是产生附加磁场。以减弱换向片与电刷之间的火花， 避免烧蚀。机座除作电动机的机械支架外，还作为各磁极间磁的通路。转子由转子铁芯、转 子绕组、换向器、轴和风扇组成。转子铁芯用来安装转子绕组，并作为电动机磁路的一部分。 转子绕组的主要作用是产生感应电动势并通过电流， 以产生电磁转矩。 换向器由换向片组成， 换向片按一定规律与转子绕组的绕组元件连接。 1.1 直流电动机的工作原理 直流电动机包括俩个在空间固定的永久磁铁，一个为 N 极，另一个为 S 极。在磁极的中 间，装有
4、一个可以转动的线圈，它的首末两端分别接到两片圆弧形的换向片（铜片）上，两 个换向片之间、换向片与转轴（与线圈一起旋转）之间均相互绝缘，为了把电枢绕组和外电 路接通，在换向器上安置了两个固定不动的电刷。由于电刷和电源固定连接，因此无论线圈 怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。由左手定则可知，通电线圈在磁场 中受到逆时针方向的力矩作用。 虽然电流方向是交替变化的， 但所受的电磁力的方向不改变， 因此线圈可以连续地按逆时针方向旋转。这就是直流电动机的工作原理。 4 1.1.1 直流电动机的运动特性与优点 （1）运动特性 直流电动机的运动特性包括工作特性和机械特性。工作特性是指电动机在额
5、定电压、额 定励磁电流不变的情况下，其转速、转距和输出功率之间的关系。机械特性是指在额定电压 和电磁绕组不变的情况下，转距与转速的关系。两类电动机的特性曲线见图 1 和图 2。 图图 1 1 直流串励电动机特性曲线直流串励电动机特性曲线 图图 2 2 直流他励电动机特性曲线直流他励电动机特性曲线 5 （2）优点 直流电机五大优点包括： 1.减速电机结合国际技术要求制造，具有很高的科技含量。 2.节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达 95KW 以上。 3.能耗低，性能优越，减速机效率高达 95%以上。 4.振动小，噪音低，节能高，选用优质段钢材料，钢性铸铁箱体，齿轮表面经过高频热处 理。
6、 5.经过精密加工，确保定位精度，这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类 电机，形成了机电一体化，完全保证了产品使用质量特征。 1.2 直流串励电动机 直流串励电动机具有较好的软机械特性在电动车上得到了广泛的应用，其调速方式是通 过改变励磁绕组电流的大小来控制电动机的转速。换向则是通过换向接触器改变励磁绕组电 流的方向从而达到电动机翻转的目的。加速器给控制器一个调速信号，然后由控制器来控制 励磁电流的大小。 1.2.1 串励电动机的特点 电枢线圈与励磁线圈串联 电枢电流与励磁电流相同 在换向结构中需安装换向接触器， 依靠控制器外围接线， 改变励磁电流方向完成换向。 无再生制动，释放加速器，一般只能滑行，无平滑制动；只能反接制动，能量通过电 机发热消耗，对电机损伤较大 转矩和速度曲线固定，无调节空间，控制器必须与电机相匹配，无法根据需要选择速 度和转矩。 1.3 直流他励电动机 直流他励电动机的调速方式一般采用改变电动机电枢的供电电压来控制电动机的转速。 换向则可以由控制器直接控制电动机的正反转。 6 1.3.1 他励电动机的特点 励磁线圈与电枢
