毕业设计---PWM控制的直流电动机调速系统设计

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1、 1 设计题目：设计题目：PWMPWM 控制的直流电动机调速系统设计控制的直流电动机调速系统设计 1 1、前言前言 近年来，随着科技的进步，电力电子技术得到了迅速的发展，直流电机得到 了越来越广泛的应用。 直流它具有优良的调速特性,调速平滑、 方便,调速范围广; 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; 需要能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求， 从而对直流电机的调 速提出了较高的要求，改变电枢回路电阻调速，改变电枢电压调速等技术已远远 不能满足要求，这时通过 PWM 方式控制直流电机调速的方法应运而生。 采用传统的调速系统主要有以下缺陷：模拟电路容易

2、随时间漂移，会产生一 些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而在用了 PWM 技术后，避免了以上的缺 陷，实现了用数字方式来控制模拟信号，可以大幅度降低成本和功耗。另外，由 于PWM 调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流 电流,低速特性好；同样,由于开关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强, 可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高。 PWM 具有很强的抗噪性，且有节约空间、比较经济等特点。 2 2、设计要求及组内分工、设计要求及组内分工 2.12.1 设计设计要求要求 （1）根据电机与拖动实验室提供的直流电动机，设计基于 PWM 的

3、电动机调 速方案。 （2）选用合适的功率器件，设计电动机的驱动电路。 （3）设计 PWM 波形发生电路，使能通过按键对电机转速进行调节，要求至 少有两个速度控制按键，其中一个为加速键（每按一次，使电机转速 增加） ；另一个为减速键，功能与加速键相反。 （4）撰写课程设计报告。 2.22.2 组内分工组内分工 （1）负责直流电动机调速控制硬件设计及电路焊接：主要由胡佳春和叶秋 平完成 （2）负责调速控制软件编写及调试：主要由朱健和叶秋平完成 （3）撰写报告：主要由胡佳春和朱健完成 3 3、系统设计原理、系统设计原理 脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术，尤其是 在对电机的转

4、速控制方面，可大大节省能量，PWM 控制技术的理论基础为：冲量 相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，使输出端 得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲， 用这些脉冲来代替正弦波或其他所需 2 要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压 的大小，也可改变输出频率。 直流电动机的转速 n 和其他参量的关系可表示为 aaa e UIR n C （1） 式中 Ua电枢供电电压（V） ； Ia 电枢电流（A） ； 励磁磁通（Wb） ； Ra电枢回路总电阻（） ； CE电势系数， ，p 为电磁对数，a 为电枢并联支路数，N 为导体数。 由式（1）可以看出，式中 Ua、Ra、三个参量都可以成为变量，只要改变 其中一个参量， 就可以改变电动机的转速， 所以直流电动机有三种基本调速方法： (1)改变电枢回路总电阻 Ra； ；(2)改变电枢供电电压 Ua；(3)改变励磁磁通。 4 4、方案选择及论证方案选择及论证 4.14.1、方案选择方案选择 4.1.4.1.1 1、改变电枢回路电阻