PWM直流电机调速模块使用说明书

直流电机控制器设计说明书

直流电机控制器设计说明书1.1 设计思想直流电机PWM 控制系统主要功能包括：直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便读出电机转速的大小，能够很方便的实现电机的智能控制。

其间，还包括直流电机的直接清零、启动、暂停、连续功能。

该直流电机系统由以下电路模块组成：振荡器和时钟电路：这部分电路主要由89C51单片机和一些电容、晶振组成。

设计输入部分：这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。

设计控制部分：主要由89C51单片机的外部中断扩展电路组成。

设计显示部分：包括液晶显示部分和LED 数码显示部分。

LED 数码显示部分由七段数码显示管组成。

直流电机PWM 控制实现部分：主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块组成。

1.2 系统总体设计框图直流电机PWM 调速系统以AT89C51单片机为核心，由命令输入模块、LED 显示模块及电机驱动模块组成。

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，定时不断给直流电机驱动芯片发送PWM 波形，H 型驱动电路完成电机正，反转控制；同时单片机不停的将从键盘读取的数据送到LED 显示模块去显示，进而读取其速度。

1.3 程序设计流程图图1-2中断服务流程图2 总体硬件电路设计2.1 芯片介绍2.1.1 89C51单片机结构特点： 8位CPU ；片内振荡器和时钟电路； 32根I/O 线；外部存贮器寻址范围ROM 、RAM64K ； 2个16位的定时器/计数器； 5个中断源，两个中断优先级；全双工串行口；图1.2 定时中断服务流程图布尔处理器。

图2-1 89C51单片机引脚分布图2.1.2 RESPACK-8排阻RESPACK-8是带公共端的8电阻排，它一般是接在51单片机的P0口，因为P0口内部没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻。

图2-2 RESPACK-8引脚分布图2.1.3 驱动器L298L298是双电源大电流功率集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制，可用来驱动继电器，线圈，直流电动机，步进电动机等电感性负载。

直流电机-PWM调速

直流电机
PWM调速
脉冲宽度调制 - Pulse Width Modulation
• 利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术 • 应用：测量、通信、功率控制与变换
PWM
V T T/2
0
t
PWM
PWM变换器和PWM-M系统开环机械特性脉宽调制原理
脉冲宽度调制（PWM）是通过功率管的开关作用，将恒定直流电压转换成频率一定，宽度可调的方波脉冲电压，通过调节脉冲电压的宽度而改变输出电压平均值的一种功率变换技术。由脉宽调制器向电机供电的系统称为脉宽调速系统，简称PWM-M调速系统。
（二）可逆PWM变换器其主电路结构有H型，T型等，常用H型变换器，它由4个电力晶体管和 4个续流二极管组成桥式电路。在控制方式上分双极式、单极式和受限单极式三种。着重分析双极式H型 PWM变换器，然后再简要说明其它方式的特点。 1、双极式可逆PWM变换器
+
Us
（1）构成特点 4个VT的基极驱动分两组。 VTl 和 VT4 同时导通和关断，
n0
U s
Ce
调速系统的空载转速，与占空比成正比；
n
Id R 负载电流造成的转速降。 Ce
9
2、有制动作用的PWM变换器（1）电路组成需制动时须有反向电流-id的通路，应设置控制反向的第二个电力晶体管，形成VT1和VT2交替开关的电路，如图（a）所示。电路由VT1和VT2，VD1和VD2组成。VT1是主管，起控制作用；VT2是辅助管，构成电机的制动电路。
8
Ud
ton U s U s T
图3-2（b）中绘出了电枢的脉冲端电压ud、平均电压Ud和电枢电流id的波形。id 是脉动的。因开关频率较高，电流脉动幅值不会很大，影响到转速n和反电动势E的波动就更小了。

PWM控制直流电机调速

毕业设计论文PWM控制直流电机调速绪论脉宽调制(PWM)控制技术，是利用半导体开关器件的导通和关断，把直流电压变成电压脉冲序列，并控制电压脉冲的宽度和脉冲序列的周期以达到变压变频目的的一种控制技术。

PWM控制技术广泛地应用于开关稳压电源，不间断电源(UPS)，以及交直流电动机传动等领。

本文阐述了PWM变频调速系统的基本原理和特点，并在此基础上给出了一种基于Mitel SA866DE三相PWM波形发生器和绝缘栅双极功率晶体管(IGBT)的变频调速设计方案。

直流电动机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;能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。

直流电动机的转速调节主要有三种方法：调节电枢供电的电压、减弱励磁磁通和改变电枢回路电阻。

针对三种调速方法，都有各自的特点，也存在一定的缺陷。

例如改变电枢回路电阻调速只能实现有级调速，减弱磁通虽然能够平滑调速，但这种方法的调速范围不大，一般都是配合变压调速使用。

所以，在直流调速系统中，都是以变压调速为主。

其中，在变压调速系统中，大体上又可分为可控整流式调速系统和直流PWM调速系统两种。

直流PWM调速系统与可控整流式调速系统相比有下列优点: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，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000左右;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;直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。

正因为直流PWM调速系统有以上的优点，并且随着电力电子器件开关性能的不断提高,直流脉宽调制( PWM) 技术得到了飞速的发展。

传统的模拟和数字电路PWM已被大规模集成电路所取代,这就使得数字调制技术成为可能。

pwm调速模块原理

pwm调速模块原理
PWM调速模块是一种常用的电子调速方法，用于控制直流电机的转速。

其工作原理是通过调整PWM信号的占空比来改变电机供电的时间比例，从而影响电机的转速。

PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的缩写。

它使用一个固定的周期，周期内包含一个高电平和一个低电平。

高电平的持续时间就是占空比，用一个百分比表示。

例如，占空比为50%表示高电平和低电平时间相等。

当PWM调速模块设定一个较低的占空比时，电机接收到的高电平时间较短，低电平时间较长，电机会以较低的速度运转。

当PWM调速模块设定一个较高的占空比时，电机接收到的高电平时间较长，低电平时间较短，电机会以较高的速度运转。

通过不断地改变PWM调速模块输出的占空比，可以实现电机的连续调速。

在电机转速需求上升时，增加占空比；在电机转速需求下降时，减小占空比。

这样，可以控制电机的转速在一个范围内变化，满足不同的工作要求。

总的来说，PWM调速模块通过改变PWM信号的占空比来控制电机的供电时间比例，从而实现电机的调速。

调整占空比可以改变电机的转速，实现连续的速度调节。

无刷直流电机控制器使用说明书

1无刷直流电机控制器使用说明书
该控制器适用于直流12V/24V、功率200W 以下、转速30000转以内、电气相位为60°/120°的直流无刷电动机。

主要特点：
霍尔传感器解码、电子换相、适用于电气相位为60°/120°的无刷直流电机。

PWM 无级调速，调速范围为额定转速的10%-100%。

提供了开环和闭环两种速度检测方式。

控制方式：启动/停止、制动/运转、正转/反转。

保护功能：过流保护、欠压保护、短路保护、过热保护、电机堵转保护、传感器错相保护。

使用注意事项：
1、电源一定不能接反，否则会损坏电机控制器。

2、电机的各相及检测线必须和控制器正确连接，否则电机无法正常运转。

3、PR1为力度调节电位器，顺时针调节为力度增加，逆时针调节为力度减小；
PR2为速度调节电位器，顺时针调节为速度减小，逆时针调节为速度增加。

4、调节力度、速度电位器时，请用小一字螺丝刀微调多圈。

- 接直流电源正极 - 接直流电源
地 - 接电机绕组A (粗
白线)- 接电机绕组B (粗蓝线)- 接电机绕组C (
粗绿线)- 接红色线(细线) - 接黑色线(细线) - 接电机相位检测器A
(细白线) - 接电机相位检测器B (细蓝线) - 接电机相位检测器C
(细绿线
)
- 接地线(停止)、悬空(运- 未定义 - +15V 电源
- 接地线(正转
)
、
悬
空
(
反- 故障
输出-
地线
电源
指示灯故障指示灯 - 地线- 接地线(运转)、悬空(制。

1-3 直流电动机的脉宽调制(PWM)调速

若VT1关断时间长，在t=t2时，电枢电流ia衰减到零，那么在电动机内电势Ea的作用下，VT2导通，电枢电流ia 将沿着相反的方向从B点流入A点，电机进入能耗制动。通过控制VT2的时间间隔可以控制电机的制动转矩注意：在VT1重新导通之间，必须先关闭VT2，让电枢电流经过VD1续流，电机短时进入再生制动状态，否则在VT2还没有完全关断之前就让VT1导通，电源经过VT2、VT1直接短路，损坏开关元件。
1、单极性脉宽调制方式系统输出电压UA的极性是通过一个控制电压Uc 来改变的。 Uc为正，VT1与VT2交替导通，VT4一直导通， VT3关断，此时，B点总是为正，A点总是为负 Uc为负，VT3与VT4交替导通，VT2一直导通， VT1关断，此时，B点总是为负，A点总是为正
工作原理： Uc为正时 0<t<t1时，VT1导通，VT2关断，若Us>Ea，电枢电流经VT1、VT4从B流到A，电机处在电动机状态。在t1<t<T时，VT1关闭，VD2与VT4续流，电枢电流方向不变，电机仍处在电动机状态。若在t1<t<T期间的某一时刻t2电枢电流衰减到零，那么在t2<t<T期间，Ea使VT2导通，电枢电流反向，经VT2、VD4从A流到B，电机进入能耗制动状态若Ea>Us，在VT2关断期间，电枢电流经VD1 和VD4输回电网，电机作再生制动 Uc为负时，原理与此类似，电机反向
如果电流连续，则电机始终处于电动状态若在t1<t<T期间的某一时刻t2电枢电流衰减到零，那么在t2<t<T期间，Us和Ea共同作用，使 VT2、VT3导通，电枢电流反向，经VT2、VT3从A 流到B，电机进入反接制动状态在VT1、VT4再次导通之前，必须关断VT2、 VT3，电枢电流VD1、VD4续流，电机进入再生制动

基于PWM的小功率直流电机调速系统设计说明书

分类号：TM301 U D C：D10621-408-(2009)1669-0 密级：公开编号：2005072064成都信息工程学院学位论文基于PWM的小功率直流电机调速系统设计论文作者姓名：邓国富申请学位专业：电气工程及其自动化申请学位类别：工学学士崔雪梅（副教授）指导教师姓名(职称)：伍瑾斐(助教)论文提交日期：2009年6月5日基于PWM的小功率直流电机调速系统设计摘要本设计基于PWM技术实现了对小功率直流电机的转速调节。

以MCS-51系列单片机为控制核心，组成了包括转速调节、转速设置、转速测量和显示等功能的闭环调速系统。

为了实现对转速的灵活控制和高效节能，PWM控制方式配合L298N 电机驱动芯片对小功率直流电机进行驱动和调速是较好的调速系统解决方案。

L298N、PWM信号以及电机一起组成了直流斩波电路，其中L298N内部集成两路H 桥式电路。

本系统中利用单片机控制片外硬件产生的PWM信号的占空比大小，和处理红外对管采集的电机转速信号。

在数码管上显示当前转速和设置的转速，将当前转速作为反馈信号与设置转速比较，以确定加速还是减速，直到两者相等后保持这个速度稳定运行。

在本设计中编写了调速运算、测速、显示、键盘输入等子程序，充分发挥了直流电机的优良的调速性能。

各部分功能完整，构成了多功能自动化的闭环调速系统。

实测调速效果良好，测速精确，能迅速地调节转速到设定转速稳定运行。

该设计采用元件较少，结构简洁，维护方便，经济实用，有很好的适应性。

关键词：单片机；PWM；闭环调速系统；直流斩波Low-Power DC Motor Speed Control System DesignBased on the PWM TechnologyAbstractThe design is about low-power DC motor speed regulation based on PWM technology. The MCS-51 series single-chip microcontroller, as the core component, is designated to take charge of the speed adjustment, setting, measurement and display which is necessary for a closed loop system. An excellent solution has been worked out by using PWM technology combined with L298N motor driver IC as a low-power DC motor driver, in order to achieve the flexible speed control and improve energy efficiency. Therein, DC chopper consist of the L298N which contains two H-bridge circuits, PWM signals and DC motors. The PWM signal’s Duty cycle is adjusted by the single-chip Micro-controller. The motor’s speed is measured by an infrared tube and an infrared receiver, and then the result of measurement is compared with the setting value. In this case, the speed can be increased or reduced according to the comparison until the two speeds above come to the same value. In this project, programming is very important to achieve these functions such as the speed regulation, measurement, display, and keyboard input. Bugs and logic faults are corrected when the development of system is finished. Based on the studying above, this system has been proved to be convenient to maintain and easy to operate with a few components and excellent adaptability.Key words: MCS-51; PWM; Closed Loop Speed Control System; DC Chopper目录论文总页数：49页1引言 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2本课题研究方法和目标 (1)2调速系统原理 (2)2.2 直流调速主要技术介绍 (2)2.2.1 直流斩波器介绍 (2)2.2.2 PWM调速系统的优点 (3)3方案研究与主要芯片选择 (3)3.1总体方案原理及设计框图 (3)3.2 PWM产生方式 (4)3.3 电机驱动方式 (6)3.4 其他芯片选择 (7)4硬件电路设计 (7)4.1 主要芯片介绍 (7)4.1.1 L298N的构造及其功能介绍 (7)4.1.2 AT89S52的结构和功能介绍 (9)4.1.4 TLC5615的功能介绍 (12)4.1.5 LM358A功能介绍 (14)4.1.6 LM311(高灵活性的电压比较器) (14)4.2 电机驱动电路设计 (15)4.3 PWM信号产生电路设计 (16)4.4 电机转速测量电路设计 (18)4.5 显示电路设计 (18)4.6 电源电路设计 (19)4.7 总电路及设计 (19)5软件设计 (21)5.1 部分程序流程图 (21)5.2 主要芯片编程操作方式 (22)5.3 部分主要程序功能说明 (23)6产品调试和使用方法 (26)6.1 程序导入AT89S52单片机 (26)6.1.1 keil的简单使用 (26)6.1.2 Easy51软件及下载器的使用 (27)6.2 调试过程 (28)6.3 调速器使用方法 (29)结论 (29)参考文献 (33)致谢 (34)声明 (35)附录 (36)1引言1.1课题背景及意义直流电机由于具有优良的调速性能，因此在很多需要用到变速的场合有很多的应用。

直流电机控制器设计说明书

直流电机控制器设计说明书1.1 设计思想直流电机PWM控制系统主要功能包括：直流电机的加速、减速以及电机的正转和反转，并且可以调整电机的转速，还可以方便读出电机转速的大小，能够很方便的实现电机的智能控制。

其间，还包括直流电机的直接清零、启动、暂停、连续功能。

该直流电机系统由以下电路模块组成：振荡器和时钟电路：这部分电路主要由89C51单片机和一些电容、晶振组成。

设计输入部分：这一模块主要是利用带中断的独立式键盘来实现。

设计控制部分：主要由89C51单片机的外部中断扩展电路组成。

设计显示部分：包括液晶显示部分和LED数码显示部分。

LED数码显示部分由七段数码显示管组成。

直流电机PWM控制实现部分：主要由一些二极管、电机和L298直流电机驱动模块组成。

1.2 系统总体设计框图直流电机PWM调速系统以AT89C51单片机为核心，由命令输入模块、LED显示模块及电机驱动模块组成。

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，定时不断给直流电机驱动芯片发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正，反转控制；同时单片机不停的将从键盘读取的数据送到LED显示模块去显示，进而读取其速度。

1.3 程序设计流程图图1-2中断服务流程图2 总体硬件电路设计2.1 芯片介绍2.1.1 89C51单片机结构特点： 8位CPU ；片振荡器和时钟电路； 32根I/O 线；外部存贮器寻址围ROM 、RAM64K ； 2个16位的定时器/计数器； 5个中断源，两个中断优先级；全双工串行口；布尔处理器。

图1.2 定时中断服务流程图图2-1 89C51单片机引脚分布图2.1.2 RESPACK-8排阻RESPACK-8是带公共端的8电阻排，它一般是接在51单片机的P0口，因为P0口部没有上拉电阻，不能输出高电平，所以要接上拉电阻。

图2-2 RESPACK-8引脚分布图2.1.3 驱动器L298L298是双电源大电流功率集成电路，直接采用TTL逻辑电平控制，可用来驱动继电器，线圈，直流电动机，步进电动机等电感性负载。

竞志成JPF4828型4线PWM直流风机温控调速终端用户手册说明书

版本信息版本号
V1.00 V1.01 V1.02
主要变更内容
初始版本文字描述细节优化增加 9.4.7 关于一次读取全部参数的相关描述
日期
2021-10 2022-06 2022-08
2
成都兢志成电子科技有限公司
Tel:028-66570969/18227618314
风机转速&温度关系示意图：
5
成都兢志成电子科技有限公司
Tel:028-66570969/18227618314
6.关于风机故障信号指示继电器的使用
调速器内部集成一个小功率继电器（干接点），主要用于指示风机异常停转，既可作为指示信号接入到 PLC/工控机的开关量输入口，也可直接作为开关直接控制其他小功率设备继电器参数：AC250V/DC30V ,最大负载电流 3A 风机正常时，继电器为断开状态（COM 和 NO 断开、与 NC 导通），当检测到有风机异常停转时，继电器会闭合（COM 和 NO 导通、与 NC 断开）。
数码面板实时显示当前温度（显示高的温度值），带 4 个按键，通过按键可以设置调速器的所有参数待机状态下，按↑键可手动切换显示两个温度传感器检测到的温度值，待机状态下，按 MODE 键可进入配置/切换参数项，配置时按↕键可以调整数值，OK 键确认 *设置参数时，每设置一项参数（改变了参数值），都必须按一次 OK 键确认，再设下一项。
读/写只读
0x03/0x06 0x03
*我司可买免费提供配套的调试软件，如有需要可向客服索取或到官网下载，软件界面如下
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Tel:028-66570969/18227618314
9.4．RS485 串口协议使用实例（Hex）

直流电机PWM调速器设计说明

课程设计任务书目录摘要 (2)1 直流电机 (3)1.1 直流电机特性 (3)1.2 直流电机的原理 (3)1.3 直流电机的主要技术参数 (3)1.4 直流电机调速技术指标 (3)2 单片机的相关知识 (4)2.1 单片机简介 (4)2.2 单片机的特点 (4)2.3 AT89C51单片机介绍 (5)3 硬件电路设计 (6)3.1 PWM波形的程序实现 (6)3.2 直流电动机驱动 (7)3.3 续流电路设计 (8)4 软件设计 (9)4.1 主程序设计 (9)4.2 数码显数设计 (10)4.3 功能程序设计 (10)4.4 仿真图 (13)4.5 仿真结果分析 (15)5 学习心得体会 (15)参考文献 (16)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。

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；由命令输入模块、光电隔离模块及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，单片机在过程控制下，不断给光电隔离电路发送PWM波形，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，进而实现对电动机的调速。

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；PWM调速；正反转控制1 直流电机1.1 直流电动机特性直流电动机具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，优异的动态特性。

目前仍然是大多数调速控制电动机的最优选择。

近年来随着计算机进入控制领域，以及PWM 控制方式成为主流。

应用单片机技术和脉宽调制技术对直流电动机进行调速控制，是各种智能化产品的首选方案。

如今，计算机软件和硬件技术的快速发展，在许多领域都有成熟的仿真软件在应用。

直流电机的PWM冲调速控制技术

直流电机的PWM冲调速控制技术直流电机的PWM冲(宽度调变)调速控制技术为调节马达转速和方向需要对其直流电压的大小和方向进行控制。

目前，常用大功率晶体管脉宽调制（PWM）调速驱动系统和可控硅直流调速驱动系统两种方式。

可控硅直流（SCR）驱动方式，主要通过调节触发装置控制SCR 的导通角来移动触发脉冲的相位，从而改变整流电压的大小，使直流电机电枢电压的变化易平滑调速。

由于SCR本身的工作原理和电源的特点，导通后是利用交流过零来关闭的，因此，在低整流电压时，其输出是很小的尖峰值的平均值，从而造成电流的不连续性。

由于晶体管的开关响应特性远比SCR 好，因此前者的伺服驱动特性要比后者好得多。

所谓脉冲宽度调变(Pulse Width Modulate 简称 PWM)信号就是一连串可以调整脉冲宽度的信号。

脉宽调变是一种调变或改变某个方波的简单方法。

在它的基本形式上，方波工作周期（duty cycle）是根据输入信号的变化而变化。

在直流电机控制系统中，为了减少流经电机绕线电流及降低功率消耗等目的，常常使用脉冲宽度调变信号(PWM)来控制交换式功率组件的开与关动作时间。

其最常使用的就是借着改变输出脉冲宽度或频率来改变电机的转速。

图1 PWM 脉冲宽度调变信号图若将供应电机的电源在一个固定周期做ON及OFF的控制，则ON的时间越长，电机的转速越快，反之越慢。

此种ON与OFF比例控制速度的方法即称为脉冲宽度调变，ON的期间称为工作周期(duty cycle)，以百分比表示。

若直流电机的供应电源电压为10伏特，乘以20%的工作周期即得到2伏特的输出至电机上，不同的工作周期对应出不同电压让直流电机转速产生不同的变化。

PWM产生器方块图如下图所示，计数器采下数计数器与上数计数器的两种PWM讯号。

电机调速器PWM303说明书

电机调速器PWM303说明书
电机调速器XXX，采用新颖电子线路及集成元件，具有体积小、精度高、调速范围宽、耗能低、寿命长、机械特性优良、使用方便的特点，单相电容启动，能与国内生产的单相异步电动机、微型齿轮减速器速度传感器可组成机电一体化产品，实现反馈恒速和无级调速。

广泛应用于包装、印刷、食品、电子、仪器仪表、服装机械、医疗机械等行业之生产流水线做调速、驱动装置。

一、参数：
额定电压220~230V
运转电压范围+10%
电源频率50/60Hz <+2%
马达输出6W | 15W | 25W | 40W | 60W | 9OW | 120W | 150W | 180W | 200W
速度控制范围90~1400rpm/90~1700rpm
速度变化5%
二、使用方法：
1.关闭电源，按接线图连接好并确认线路连接正确，勿任意修改。

2.把控制器固定好，速度调到最低“0”，以避免开始电源时产生瞬间大电流，造成永久性损坏。

3.然后再开启电源，调整速度旋钮到需要位置，不需要时请关闭电源。

4.调速器与马达连接如发现转距或转速不符合要求时，请调整产品侧面的微调电位器（速度设定调整）。

5，欲变换马达运转方向，只要换装控制器背面的接线座上“CCW”与“CW”之跳线。

选择COM与CW短接，则马达做顺时针旋转；选择COM与CCW短接，则马达做逆时针旋转。

（变更方向时，须等马达完全停止运转后，方可变更。

）。

PWM直流电机调速器的应用及接线方式

PWM直流电机调速器的应用及接线方式
PWM 直流电机调速器的应用及接线方式
脉宽调制的全称为Pulse WidthModulator、简称PWM、由于它的特殊性能、常被用于直流负载回路中、灯具调光或直流电动机调速、HW-1020 型调速器、就是利用脉宽调制（PWM）原理制作的马达调速器、PWM 调速器已经在：工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源
散热、直流电扇等、得到广泛应用。

HW-A-1020 型（DC12v24v 电压通用型）调速器、工作原理：是通过改变输出方波的占空比使负载上的平均电流功率从0-100％变化、从而改变负载、灯光亮度/电机速度。

利用脉宽调制（PWM）方式、实现调光/调速、它
的优点是电源的能量功率、能得到充分利用、电路的效率高。

例如：当输出为50％的方波时，脉宽调制（PWM）电路输出能量功率也为50％，即几乎所有的能量都转换给负载。

而采用常见的电阻降压调速时，要使负载获得电源最大50％的功率，电源必须提供71％以上的输出功率，这其中21％消耗在电阻的压降及热耗上。

大布部分能量在电阻上被消耗掉了、剩下才是输出的能量、转换效率非常低。

此外HW-A-1020 型调速因其采用开关方式热耗几乎不存在、HW-A-。

PWM控制直流调速系统设计说明

PWM控制直流调速系统设计摘要在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。

直流电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛应用。

研究直流电机的控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。

电机调速问题一直是自动化领域比较重要的问题之一。

不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法有着不同的应用场合。

本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。

首先描述了变频器的发展历程，提出了PWM调速方法的优势，指出了未来PWM调速方法的发展前景，点出了研究PWM调速方法的意义。

应用于直流电机的调速方式很多，其中以PWM变频调速方式应用最为广泛，而PWM变频器中，H型PWM变频器性能尤为突出，作为本次设计的基础理论，本文将对PWM的理论进行详细论述。

在此基础上，本文将做出SG3525单片机控制的H型PWM变频调速系统的整体设计，然后对各个部分分别进行论证，力图在每个组成单元上都达到最好的系统性能。

关键词：直流调速；双闭环；PWM；SG3525 ；直流电机DC-drive speed system with PWMABSTRACTIn electrical time's today, the electric motor in the industry and agriculture production, the people daily life is playing the very vital role. The direct current machine is the most common one kind of electrical machinery, obtains the widespread application in various domains. The research direct current machine's control and the measuring technique, to increase the control precision and the speed of response, the frugal energy and so on have the important meaning.A problem about speed-modulation of DC motor is very important in the field automatic. The requests to the effect after the speed-modulation of the DC motor are different in different fields. Then, different speed-modulation ways are using in different fields.This paper researches DC-drive speed system with a dual-converter and dual-closed-loop based PWM, discussing a new control method that combines PWM with D C-drive, designs applies in direct current motor's double closed loop current velocity modulation system. DC motor is used very generally because its speed-modulation effect is very good and its speed-modulation is easily to be realized. PWM theory is used most generally among the speed-modulation ways. The text will introduce the H-PWM way mostly. We will try to do modulation to the DC motor with SG3525. The importance of the text is the parts which are composed the system. Another importance is the principles of working about every parts.Key word:DC speed regulation ；Double-loop ；PWM ；SG3525；DC moter；目录摘要 (Ⅰ)Abstract··································································Ⅱ前言·····································································1第1章直流调速系统的方案设计 (2)1.1 设计技术指标要求 (2)1.2 现行方案的讨论与比较 (2)1.3 选择PWM控制调速系统的理由 (4)1.4 选择IGBT的H桥型主电路的理由 (4)1.5 采用转速、电流双闭环的理由 (5)第2章 PWM控制直流调速系统主电路设计 (6)2.1 主电路结构设计 (6)2.1.1 PWM变换器介绍 (6)2.1.2 泵升电路 (13)2.2 参数设计 (13)2.2.1 IGBT的参数 (13)2.2.2 缓冲电路参数 (14)2.2.3 泵升电路参数 (14)第3章 PWM控制直流调速系统控制电路设计 (15)3.1 PWM信号发生器 (15)3.1.1 SG3525芯片的主要特点 (15)3.1.2 SG3525引脚各端子功能 (16)3.1.3 SG3525的工作原理 (18)3.2 转速、电流双闭环设计 (18)3.2. 1 转速、电流双闭环系统的组成 (18)3.2.2 转速、电流双闭环调速系统的静特性 (19)3.2.3 电流调节器设计 (22)3.2.4 速度调节器设计 (24)第4章系统实验验证 (26)4.1 系统结框图 (26)4.2 系统工作原理 (26)4.3 系统单元调试 (27)4.3.1 基本调试 (27)4.3.2 脉宽发生单元的整定 (27)4.3.3 转速反馈调节器、电流反馈调节器的整定 (28)4.4 实验结果 (28)4.4.1 开环机械特性测试 (28)4.4.2 闭环机械特性测试 (29)结束语 (30)参考文献 (31)致 (32)PWM控制直流调速系统设计前言在现代科学技术革命过程中，电气自动化在20世纪的后四十年曾进行了两次重大的技术更新。

直流(PWM)脉宽调速系统__触发电路设计说明

目录1绪论 (2)1.1直流电动机的调速方法 (2)1.2选择PWM控制系统的理由 (3)1.3采用转速电流双闭环的理由 (3)1.4设计技术指标要求 (4)2 PWM直流调速系统主电路设计 (5)2.1主电路结构设计 (6)2.2主电路逆变工作原理 (7)2.3 PWM变换器介绍 (8)2.4 参数设计 (11)3直流脉宽调速系统触发电路设计 (13)3.1触发控制电路设计 (13)3.2 PWM信号发生器 (14)3.3 SG3525芯片的主要特点 (15)4转速、电流双闭环设计 (19)4.1电流调节器设计 (19)4.2转速调节器设计 (20)5参数测定 (20)5.1测定晶闸管直流调速系统主电路电阻值R、电感值L (20)5.2测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td (22)5.3测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数Cm (22)5.4测定晶闸管直流调速系统机电时间常数Tm (23)6系统调试 (24)6.1单元部件调试 (24)6.2闭环系统特性测试 (25)6.3系统动态特性观察 (26)7结束语 (28)8参考文献 (29)1绪论1.1直流电动机的调速方法直流调速技术的研究和应用已达到比较成熟的地步，尤其是随着全数字直流调速的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性。

目前国内各大专院校，科研单位和厂家也都在开发直流调速装置，但大多数调速技术都是结合工业生产中，而在民用中应用相对较少，所以应用已有的成熟技术开发性能价格比高的，具有自主知识产权的直流调速单元，将有广阔的应用前景。

本系统采用转速环和电流环双闭环结构,因此需要实时检测电机的电枢电流并把它作为电流调节器的反馈信号。

由电动机理论知，直流电动机的机械特性方程为T R C C C U n m e e Nφφ2N -=式中 n N ——直流电动机的转速（r/min ）U N ——电动机的额定电压(v)：R ——电动机电枢电路总电阻(Ω)C e——电动势常数(v·min／r)； C m ——转矩常数，C m ＝9.55C e ;T ——电动机电磁转矩(N·m)；φ——电动机磁通(wb)。

PWM调速说明

PWM调速原理PWM的原理： PWM（Pulse Width Modulation）控制——脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

PWM控制技术在逆变电路中应用最广，应用的逆变电路绝大部分是PWM型，PWM控制技术正是有赖于在逆变电路中的应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。

1.PWM控制的基本原理(1)理论基础：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。

冲量指窄脉冲的面积。

效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。

低频段非常接近，仅在高频段略有差异。

(2)面积等效原理：分别将如图1所示电压窄脉冲加在一阶惯性环节（R-L电路）上，如图a所示。

其输出电流I(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图b所示。

从波形可以看出，在I(t)的上升段，I(t)的形状也略有不同，但其下降段则几乎完全相同。

脉冲越窄，各I(t)响应波形的差异也越小。

如果周期性地施加上述脉冲，则响应I(t)也是周期性的。

用傅里叶级数分解后将可看出，各i(t)在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。

图2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波，正弦半波N等分，看成N个相连的脉冲序列，宽度相等，但幅值不等；用矩形脉冲代替，等幅，不等宽，中点重合，面积（冲量）相等，宽度按正弦规律变化。

SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。

图3 用PWM波代替正弦半波要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可。

PWM电流波：电流型逆变电路进行PWM控制，得到的就是PWM电流波。

PWM波形可等效的各种波形：直流斩波电路：等效直流波形SPWM波：等效正弦波形，还可以等效成其他所需波形，如等效所需非正弦交流波形等，其基本原理和SPWM控制相同，也基于等效面积原理。

2. PWM相关概念占空比：就是输出的PWM中，高电平保持的时间与该PWM的时钟周期的时间之比如，一个PWM的频率是1000Hz，那么它的时钟周期就是1ms，就是1000us，如果高电平出现的时间是200us，那么低电平的时间肯定是800us，那么占空比就是200：1000，也就是说PWM的占空比就是1：5。

直流电机调速器使用说明书

直流电机调速器使用说明书名称：直流电机调速器，型号：DM103AH一、功能特点1、本PWM直流电机调速器(型号DM103AH) 主要用来驱动直流有刷电机，专为运动控制卡如MACH3,USBCNC或PLC等控制直流电机而设计的，具有调速，开/停，正反转，堵转报警输出，过流保护，短路保护。

状态指示等功能。

2、调速器可以与各种运动控制卡，PLC等实现联合控制。

也可以独立控制电机。

通过设置调速器，可以匹配电压20-110V,功率2000W以内的各种不同型号的直流有刷电机。

可以单独通过外接开关与旋钮来用;也可以配PLC,运动控制卡、工控机等来用。

3、功能接口齐全。

可以外接0-5V,0-10V,4-20MA,PWM等信号及外接电位器手动共5种控制方式来调速。

4、有开停与正反转接口，有保护输出接口。

5、支持交流或直流输入,不存在接反电源烧东西的问题。

供电范围宽AC15-110V（50/60HZ）,DC+20-+150V，6、有电源指示灯，绿灯是电源指示灯，红灯亮是报警指示灯。

6、本驱动器也可以用来驱动锅炉发热丝，震动盘，电磁机等负载。

负载适用与2KW以内的非容性的所有负载。

二、调速器接线端口定义：1、高压接口：M-：接直流有刷电机负极。

极限负载2KW,标称负载1.5KW，电机方向不对，交换电机两条线即可。

M+：接直流有刷电机正极。

极限负载2KW,标称负载1.5KWNC：空脚不用接，安全间距用。

ACIN：交流电源输入接口，也可以接直流，输入不分正负电源输入范围：AC15-110V 50/60HZ,DC20-150VNC:：空脚不用接，安全间距用。

ACIN:：交流电源输入接口，也可以接直流，输入不分正负，电源输入范围：AC15-110V 50/60HZ,DC+20-+150V2、模拟量输入接口：5V：电源5V输出脚。

外接电位器调速时的电位器接线脚。

外接正反转控制按键脚。

5V的端口在接电位器调速和接开关正反转或开停时会接线。

直流电机PWM调速

直流电机转速的PWM控制测速王鹏辉姬玉燕摘要本设计采用PWM的控制原理来完成对直流电机的正转、反转以及其加速、减速过程的控制，在此过程中是通过单片机的定时器加上中断的方式产生不同时长的高低电压脉冲信号来完成。

并通过霍尔传感器对直流电机的转速进行测定，最后将实时测定的转速数值1602液晶屏上。

关键词：PWM控制直流电机霍尔传感器 1602液晶显示屏 L298驱动一、设计目的：了解直流电机工作原理，掌握用单片机来控制直流电机系统的硬件设计方法，熟悉直流电机驱动程序的设计与调试，能够熟练应用PWM方法来控制直流电机的正反转和加减速，提高单片机应用系统设计和调试水平。

1.1系统方案提出和论证转速测量的方案选择,一般要考虑传感器的结构、安装以及测速范围与环境条件等方面的适用性;再就是二次仪表的要求,除了显示以外还有控制、通讯和远传方面的要求。

本说明书中给出两种转速测量方案，经过我和伙伴查资料、构思和自己的设计，总体电路我们有两套设计方案，部分重要模块也考虑了其它设计方法，经过分析，从实现难度、熟悉程度、器件用量等方面综合考虑，我们才最终选择了一个方案。

下面就看一下我们对两套设计方案的简要说明。

1.2 方案一：霍尔传感器测量方案霍尔传感器是利用霍尔效应进行工作的？其核心元件是根据霍尔效应原理制成的霍尔元件。

本文介绍一种泵驱动轴的转速采用霍尔转速传感器测量。

霍尔转速传感器的结构原理图如图3.1, 霍尔转速传感器的接线图如图3.2 。

传感器的定子上有2 个互相垂直的绕组A 和B, 在绕组的中心线上粘有霍尔片HA 和HB ,转子为永久磁钢,霍尔元件HA 和HB 的激励电机分别与绕组A 和B 相连,它们的霍尔电极串联后作为传感器的输出。

图3.1 霍尔转速传感器的结构原理图方案霍尔转速传感器的接线图缺点：采用霍尔传感器在信号采样的时候，会出现采样不精确，因为它是靠磁性感应才采集脉冲的，使用时间长了会出现磁性变小，影响脉冲的采样精度。

0357 PWM调速电机模块

0357 PWM电机调速模块直流电机PWM调速模块由测速电路和PWM调速电路两部分组成。

模块的电源由接口总线引入。

本模块中使用的电机为5V的直流电机。

一、电机测速部分（1）直流电机测速原理介绍电机测速部分由一个霍尔开关和信号放大电路组成。

与电机同轴的转盘上装有两块的强力磁钢，它们的磁极性相反，以保持转盘的平衡并保证转盘每转一周霍尔开关只导通一次。

霍尔开关平时输出为正电压，当转盘上的磁钢与霍尔开关正对时，霍尔开关输出负电压，经整形、放大输出。

单片机通过对负脉冲计数，可计算出电机的转速。

（2）电机测速部分电路原理及说明图3—593144为霍尔开关，整形、放大由LM358完成。

第一级358作为比较器使用，第二级作为电压跟随器。

SPEED为负脉冲输出接口，对应于模块上的SPEED插孔。

（3）电机测速部分电路测试方法将模块插在接口挂箱或对象挂箱上并接通电源，电机应转动。

用示波器在SPEED插孔处可以看到连续的负脉冲。

二、PWM调速部分（1）PWM调速原理介绍PWM调速是通过改变输出脉冲的占空比，从而改变电机转速的一种调速方法。

PWM 调速分为单极性和双极性两种。

在单极性方式下，电机的转动方向不变，改变的只是转速；而在双极性方式下，电机的转动方向和转速都是可变的。

以下以单极性为例说明PWM调速的基本原理。

假设一个脉冲周期内，高电平电压为Us，持续时间为t1；低电平为0V，持续时间为t2。

则脉冲周期T=t1+t2，该周期内平均电压U0=t1*Us/T。

令α=t1/T，则U0=α*Us，α表示占空比。

当高电平电压不变的情况下，电机两端电压的平均值U0取决于占空比α的大小。

改变α值就可以改变端电压的平均值，从而达到调速的目的，这就是PWM调速原理。

在双极性方式下，如果U0为负，意味着电机将反转，转速由U0的绝对值控制。

（2）PWM 调速电路原理及说明JUMP跳线为极性选择。

2、3脚短接（模块上选择D端）为双极性；1、2脚短接（模块上选择S端）为单极性。