微机原理无刷DC风机调速及测速.doc
无刷直流电机调速系统的控制原理
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无刷电机调速
摘要本无刷直流电机驱动电路采用宏晶公司的8位单片机STC12C5A60S2作为控制核心，换向线路采用三相桥式电路，主电路功率器件选用6个N沟道功率场效应管，半桥驱动电路采用IR2104芯片，桥式电路工作方式为三相六拍的工作方式，PWM驱动信号的开关频率为20kHz，电机调速采用开环调速，带过流、过压保护电路。
可以实现无刷电机的正反转，加速和减速，具有堵住保护功能，且能将电机转速实时转速通过LCD显示。
通过实验，电机运行稳定。
关键词：无刷直流电机，场效应管，PWM，调速，堵转保护Design of no brush DC motor driver circuitAbstractThe brushless DC motor drive circuit adopts the macro crystal company 8 bit microcontroller STC12C5A60S2 as the control core, three-phase bridge circuit adopts a reversing circuit, the main circuit power device using 6 N channel power MOSFET, a half-bridge drive circuit using IR2104 chip, the three-phase bridge circuit works to three-phase six pat, PWM driver the switching frequency signal for 10kHz, motor speed control using open loop speed control, with over-current, over-voltage protection circuit. Can realize the brushless motor stepless speed regulation, and the real-time speed of the motor through the LCD display, man-machine interface is friendly. Applicable to motor speed.Key words: Brushless DC motor, FET, PWM, open loop control目录1 前言 (5)1.1 选题背景 (5)1.2 相关研究现状及前景 (5)1.3内容章节概述 (5)2 系统分析 (6)2.1 无刷直流电机概念 (6)2．2直流电动机的PWM调速原理 (8)2．3霍尔传感器 (9)2．4 无刷直流电机应用 (9)3 硬件设计 (10)3．1硬件系统框图 (10)3．2 控制方式 (10)3．3单片机选择 (11)3.4 电路供电电源的选择 (11)3．5 场效应管的驱动电路选择 (12)3．6输入设备的选择 (13)3．7显示模块选择 (13)3．8 电流检测电路 (13)3．9 电压检测电路 (15)4 程序设计 (17)4．1 程序编译环境 (17)4．2三路PWM的产生 (17)4．3换相控制 (18)4．4电流电压检测 (21)4．5程序流程图 (22)5 实验测试 (23)5．1 仿真 (23)5.1.2 Proteus波形图 (23)5．2实物图片 (24)5．3单片机输出PWM的测试 (24)5．3．1测试仪器 (24)5．3．2测试方法 (24)5．3．3测试结果 (25)5．4无刷电机控制电路的霍尔逻辑测试 (25)5．4．1测试仪器 (25)5．4．2测试方法 (25)5．4．3测试结果 (25)5．5无刷电机控制电路电机运转测试 (26)5．5．1测试仪器 (26)5．5．2测试方法 (26)5．5．3测试结果 (27)5．6测试结论 (27)致谢 (31)附录：部分程序代码 (32)1 前言1.1 选题背景近年来随着电子电力技术和永磁材料的迅速发展，永磁直流无刷电机在机电一体化产品中的应用越来越广泛。
任务5.7 直流电机调速和测速
任务5.7 直流电机的调速和测速5.7.1 任务介绍在自动化控制领域，许多场合需要用到电机。
电机的种类繁多，直流电机由于控制简单，调速性能好在电机拖动中得到广泛的应用。
本节的任务是：用按键作为开关控制电机启停和调节电机转速。
系统有3个按键：按下按键A，电机正转，再次按下按键A，电机停；按下按键B，电机反转，再次按下按键B，电机停；当电机处于正或反转时，按键C用来调整电机转速（给定不同占空比的PWM）,占空比分别为10%、20%和30%。
4位数码管显示，当电机停止时，数码管显示“- - - -”；当电机正转时，数码管显示“PXXX”；当电机反转时，数码管显示“LXXX”，其中“XXX”是电机的转速。
直流电机驱动板上的光电对管用来测量电机转速，测速使用测频法（1秒内电机轴转动圈数）。
5.7.2 知识准备1、直流电机模型直流电机电路模型如图5.7.1所示，磁极N、S间装着一个可以转动的铁磁圆柱体，圆柱体的表面上固定着一个线圈abcd。
当线圈中流过电流时，线圈受到电磁力作用，从而产生旋转。
根据左手定则可知，当流过线圈中电流改变方向时，线圈的方向也将改变，因此通过改图5.7.1 直流电机电路模型图1.1 直流电机工作2、直流电机参数开发板上配置的直流电机属于有刷直流小电机，型号为R140，实用于电动玩具、家电等场合。
其具体参数如表5.7.1所示。
表5.7.1 R140电机参数根据R140电机的参数表得知，工作电压范围为3-6V,工作电流在50mA~150mA 。
我们给电机施加5V 的工作电压，电机驱动电路至少提供150mA 的电流。
3、直流电机换向原理在直流电机模型中提到改变电机线圈的电流方向，就可以改变电机的转动方向。
直流电机驱动电路中通常采用采用H 桥来改变电机的转向（如果不调速，也可以采用双刀双掷的继电器来改变电机的转向）。
H 桥是一个典型的直流电机控制电路，其电路简略示意图如图5.7.2所示，因为它的电路形状酷似字母H ，故得名与“H 桥”。
微机原理及应用课程设计说明书微型直流电机调速系统设计
微机原理及应用课程设计说明书设计题目：微型直流电机调速系统设计、系统功能要求分析1二、方案设计及其说明 (2)三、原理线路设计 (3)1．原理线路2．工作原理说明3．操作时序分析4．特点说明四、程序设计 (4)1．程序结构及流程2．程序算法分析3．关键程序段说明4．源程序清单五、....................................................... 系统调试及结论. (5)1．调试方法2．重点问题及解决方法3．运行结果及结论六、设计体会 (6)参考文献 (7)、系统功能要求分析此设计要求利用实验装置，设计一个直流电机控制系统的原理线路，编制应用程序，实现直流电机转速控制的功能，并且进一步可增加转速测量的功能。
系统功能具体要求及分析如下：(1)开始运行，电机停止：未按任何键之前，设定初值，使经DA0832转换后的电流为零，电机不转。
(2)按档调速功能：直流电机可有三个转速，分为一、二、三档，其中按下按键“一”电机在低速档运行；按下按键“二”电机在中速档运行；按下按键“三”电机在高速档运行。
(3)连续调速功能：按下“加速”键，编程控制DA0832输入数字量累加，直流电机可在原速基础上升速；按下“减速” 键，编程控制DA0832输入数字量自减，直流电机可相对原速减速。
(4)停止功能：设有停止键，控制电机的停止运行。
调节电位器改变DA0832 的基准电压，使得初值00H对应的输出电流为0,从而电机停止运行。
(5)改变转向功能：原理上，调节DAC0832勺基准电压，使得某一中间值对应转速为零，则在输入数字量大于此值时为正电压，电机正转；再输入数字量小于此值时为负电压，电极反转。
(6)测速功能：在一定时间内对霍尔元件产生的脉冲数计数，从而求得电机转速，并在数码管显示。
二、方案设计及其说明(一)硬件设计在硬件上，所用到的芯片主要有：CPU8086并行通信接口芯片8255A、可编程定时计数芯片8253、可编程中断控制器8259A以及键盘扫描显示芯片8279。
直流无刷电机调速原理
直流无刷电机调速原理直流无刷电机是一种新型的电动机，它具有高效率、低噪音、低振动、长寿命等优点，因此被广泛应用于各种电动设备中。
在实际应用中，直流无刷电机需要根据实际需求进行调速，以满足不同的工作要求。
本文将介绍直流无刷电机的调速原理及其实现方法。
一、直流无刷电机的基本原理直流无刷电机是一种基于电子换向技术的电动机，它的转子上没有传统的电刷和集电环，而是采用永磁体或电磁铁作为转子，靠电子器件对电机的转子进行换向控制。
直流无刷电机的转子和定子之间通过磁场相互作用产生电磁转矩，从而实现电机的转动。
直流无刷电机的工作原理可以分为两个阶段：电子换向和电磁转矩产生。
在电子换向阶段，电机控制器通过检测转子位置信号，控制电子器件对电机的相序进行调整，从而使得电机的磁场方向与转子位置相匹配，实现电子换向。
在电磁转矩产生阶段，电机的转子和定子之间产生的磁场相互作用产生电磁转矩，从而推动电机的转动。
二、直流无刷电机的调速原理直流无刷电机的调速原理主要是通过改变电机的电压和电流来改变电机的转速。
在实际应用中，直流无刷电机的调速方式主要有以下几种：1. 电压调速电压调速是最简单的调速方式，它通过改变电机的电压来改变电机的转速。
当电机的电压降低时，电机的转速也会降低。
因此，通过控制电机的电压，可以实现电机的调速。
电压调速的缺点是效率低，因为电机的功率不变，但电压下降会导致电机的电流增加，从而产生大量的损耗。
2. 电流调速电流调速是通过改变电机的电流来改变电机的转速。
当电机的电流增加时，电机的转速也会增加。
因此，通过控制电机的电流，可以实现电机的调速。
电流调速的优点是效率高，因为电机的功率不变，但电流增加不会产生大量的损耗。
但是，电流调速需要较为复杂的电路控制，因此成本较高。
3. PWM调速PWM调速是一种基于脉冲宽度调制技术的调速方式，它通过改变电机的脉冲宽度来改变电机的平均电压和电流，从而实现电机的调速。
当脉冲宽度增加时，电机的平均电压和电流也会增加，从而实现电机的加速。
无刷直流电机调速控制原理
电子技校电子报/2004年/04月/18日/第013版/无刷直流电机调速控制原理天津潘旗 电动助力车大都使用轮毂电机,即把电机做成轮毂的样子,直接驱动后轮,从而降低成本,且可提高其电能与机械能的转换效率。
现在的电动助力车,一般都采用如下三种电机:高效低速稀土永磁直流无刷电机、高效低速永磁直流有刷电机、高效高速稀土永磁直流有刷电机。
直流电机在转动过程中,绕组中的电流要不断地改变方向,以使转子向一个方向转动。
其中,有刷电机是采用电刷与换相器通过机械接触的方式进行换相的;而无刷电机则是通过霍尔传感器检测出绕组实时运转位置的信号,再通过微处理器或专用芯片对采集的信号进行处理,并实时控制相应的驱动电路对电机绕组进行控制。
由于无刷电机的换相是通过传感器及相关电路进行的,所以这种电机没有电刷与换相器的机械接触与磨损,不需要经常换电刷等易损器件,从而可有效提高电机的使用寿命,减少维修费用。
同时,由于无刷电机没有电刷与换相器之间的摩擦,所以在换相期间没有电火花产生,。
但是,由于无刷电机的电流换相需要专门的电路进行控制,所以整个控制电路将会比较复杂。
通常,电动助力车的无刷电机与车的后轮主轴为一体,其定子安装在主轴上,电机的外壳作为转子,通过钢丝与后轮钢圈连接。
电动助力车的无刷电机三个绕组按三角形方式连接,当给电机加直流电时,其三个绕组中的电流流向变化有三种(如图1所示):1.设第一拍C端悬空,则I C=0,电流从B端流向A端,可得知I B=I A,但极性相反,另有I1=I2。
2.第二拍时A端悬空,电流从C端流向B端。
3.第三拍工作时B端悬空,电流从A端流向C端。
第二拍与第三拍的分析与第一拍类似。
假设按上述顺序对电机进行电流运行方向控制,每经过三个节拍的电流方向就会转换,由于绕组产生的磁场在定子中旋转了一圈(360°),故称为一个循环周期。
由于转子的结构设计所决定:每6个循环周期(18拍),转子旋转一圈,即车轮转动一周。
无刷直流电机调速系统控制策略
无刷直流电机调速系统控制策略无刷直流电机工作原理无刷直流电动机由定子绕组、永磁转子、逆变器、转子磁极位置检测器等组成。
其转子采用永久磁铁，进行特殊的磁路设计，可获得梯形波的气隙磁场。
定子采用整距集中绕组，通过功率控制器控制各项绕组的通断状态以供给电机方波电流。
驱动电路逆变器图中V1－V6为六个MOSFET功率管，起绕组开关作用，通过控制电路中开关的通断来控制电流的流向。
上桥臂的三个开关管V1、V13、V5是P沟道功率MOSFET，栅极电位低电平时导通；下桥臂三个开关管V2、V4、V6是N沟道功率MOSFET，栅极电位高电平时导通。
这些开关管的通断通过位置检测电路获得的转子位置信号，由内部逻辑来控制。
DC 24V图1.直流无刷电机驱动电路逆变电路开关管的导通方式对于如图1所示逆变电路开关管的通断，其控制方式有两种：二二导通和三三到导通方式。
所谓三三导通方式，是指在任何一个瞬间有三个开关管同时导通，各开关管的导通顺序为：V1V2V3--V2V3V4--V3V4V5--V4V5V6--V5V6V1--V6V1V2，如此循环。
可见，在每个周期的六个状态当中，每个开关管连续有三个状态是导通的，也就是说，每个开关管导通180o电角度。
所谓二二导通方式，是指在任何一个瞬间有二个开关管同时导通，各开关管的导通顺序为：V1V2--V2V3—V3V4—V4V5—V5V6—V6V1，如此循环。
可见，在每个周期的六个状态当中，每个开关管连续有两个状态是导通的，也就是说，每个开关管导通1200电角度。
可见，在三三导通方式下，每对上下连接的开关管导通无时间间隔，这样的话，如果有一个管子的关断稍微延迟，就会发生短路，电源和开关管都有可能烧坏：而在二二导通的方式下，每对上下相连的开关管的导通有60o电角度间隔，在这60o电角度中，上下两个开关管都不导通，这样就不可能发生短路现象。
另外，二二导通三相六状态工作方式恰好可以跟永磁转子的方波气隙磁场对应，产生最大磁力，转矩平稳性好。
微机原理 无刷直流风扇调速与测速
████工学院微机原理(3级)项目报告项目名称：微机原理课程设计项目题目：无刷直流风扇调速与测速指导教师：███系别：机电系专业：机械设计制造及其自动化组员信息学号：姓名：王██组员信息学号：姓名：郭██完成时间： 2014 年 12 月 01 日至 2016 年 1 月 3 日成绩：评阅人：目录一、学习目标 (1)二、项目要求 (1)三、转速测量和调节系统的硬件构成 (1)四、程序流程图并说明方案思路 (3)五、风扇转速与占空比之间的关系表格和曲线 (4)六、设计程序 (5)七、分析设计过程出现的问题 (12)八、方案总结 (13)一、学习目标本次系统作业的目的在于：①通过脉冲宽度调节实现无刷直流风扇转速的改变；②借助风扇转动时产生的脉冲信号，测量风扇的转速并显示；③比较每组风扇从某一转速(600r/min)到另一转速(2000r/min)稳定运转的所需要的时间。
通过比较试验结果的估算结果并讨论结果差异的主要原因，让学生展示对无刷直流风扇数学模型建立和调节方法局限性有深入理解。
二、项目要求检查项目要求转速显示风扇转速能够显示在LED上，转速单位是r/min，刷新周期为1秒钟左右风扇转速可调风扇转速可以改变，根据要求转速在700-1400r/min风扇转速与显示通过简单方法给风扇加负载，随着转速的下降应该看到转速变化的显示转速指令输入环节通过串口或键盘输入给定转速给定某一转速，1200-1500之间，看显示转速的稳定性转速调节功能在稳定转动条件下1500r/min，在30cm处加载一个外加一个风扇，对照加载前后的稳态转速回答问题随机提出有关转速测量、PWM输出和转速控制方面的问题，要有针对性，检查设计过程中的付出。
三、系统硬件构成风扇电路： 接线：黄线接Vcc ，黑线接地，绿线接P3^2，蓝线接P2^5。
输出：OC 输出，如下图四、画程序流程图并说明方案思路开始初始化中断产生PWM 波显示转速和占空比查询是否需要反馈调整查询是否收到串口数据查询风扇转速是否更新查询有无按键操作调整占空比更新目标转速刷新数码管缓存数据计算需要的占空比Y YYYNNNN程序主要用查询法判断需要执行的操作，并且利用中断处理函数来产生各种对应的标志位来通知主循环，在主循环中进行要求的运算。
直流无刷电动机及其调速控制
直流无刷电动机及其调速控制1．直流无刷电动机的发展概况与应用有刷直流电动机从19世纪40年代出现以来，以其优良的转矩控制特性，在相当长的一段时间内一直在运动控制领域占据主导地位。
但是，有机械接触电刷-换向器一直是电流电机的一个致命弱点，它降低了系统的可靠性，限制了其在很多场合中的使用。
为了取代有刷直流电动机的机械换向装置，人们进行了长期的探索。
早在1917年，Bolgior 就提出了用整流管代替有刷直流电动机的机械电刷，从而诞生了无刷直流电机的基本思想。
1955年美国的D.Harrison 等首次申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利，标志着现代无刷直流电动机的诞生。
无刷直流电动机的发展在很大程度上取决于电力电子技术的进步，在无刷直流电动机发展的早期，由于当时大功率开关器件仅处于初级发展阶段，可靠性差，价格昂贵，加上永磁材料和驱动控制技术水平的制约，使得无刷直流电动机自发明以后的一个相当长的时间内，性能都不理想，只能停留在实验室阶段，无法推广使用。
1970年以后，随着电力半导体工业的飞速发展，许多新型的全控型半导体功率器件（如GTR 、MOSFET 、IGBT 等）相继问世，加之高磁能积永磁材料（如SmCo 、NsFeB ）陆续出现，这些均为无刷直流电动机广泛应用奠定了坚实的基础。
在1978年汉诺威贸易博览会上，前联邦德国的MANNESMANN 公司正式推出了 MAC 无刷直流电动机及其驱动器，引起了世界各国的关注，随即在国际上掀起了研制和生产无刷直流系统的热潮，这业标志着无刷直流电动机走向实用阶段。
随着现代永磁材料和相关电子元器件的性能不断提高，价格不断下降，无刷电动机的到了快速发展，并被广泛应用于各个领域，例如，在数控机床、工业机器人以及医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺机械和家用电器等小功率场合，计算机的硬盘驱动和软盘驱动器器中的主轴电动机、录像机中的伺服电动机等。
2．直流无刷电动机的基本结构和工作原理2.1直流无刷电动机的结构直流无刷电动机的结构示意图如图2-1所示。
无刷直流电动机调速
相位差900，电动机的转矩最大。
F02
S Fa
F02 C
1
A iAB
S N
B6
电机学知识：
F0
N
电磁转矩既与定子磁动势的幅值、 F01
转子磁动势的幅值成正比，也与这两个磁 动势夹角的正弦值成正比。
F0 +
- (a)
9
转子继续旋转，当转子磁极转到图b 所示位置时，F0和Fa相位差为600。
Fa A
上述逆变器为1200通电型的六拍逆变器，每一时刻都只有两只功率 管导通，至于哪两只功率管导通则由转子位置检测器发出的信号 来控制。
11
二、控制方式 按照三相星型桥式接法为例说明其工作方法：
1
3
5
A
4
6
2
B C
逆变器为桥式接法、三相绕组为星型接法
1、两两导通方式 逆变器中功率管导通的顺序一般安排为： ..V 1 . . V 2 . . V 3 V 4 V 5 V 6 V 1 ..... 各触发脉冲相互间隔600，任意时刻有2只功率管导通，每只管子导通 时间为1200，各管子之间换流是在相邻桥臂中进行的。
异步电动机的电流在相位上总是滞后于电压，因而对晶闸管逆变器而言 必须设置强制换流电路；同步电动机能运行在超前功率因数下，可利用 反电动势实现逆变器的自然换流，不需设置附加换流电路。
同步电动机可通过改变（转子）励磁电流，改变定子相电压U和相电流I
之间的相位差，即改变功率因数cos ，进而使其工作在感性、电阻
np
例如，np=1时，机械角=1200；np=2时，机械角=600。
np=2时的光电式位置检测器
18
光电式位置检测器工作原理： 光耦合器由一只发光二极管和一只光敏三极管组成。 当转子圆盘的凸起部分处在槽光耦的槽部时，光线被挡住，光敏三
基于单片机的无刷直流风扇转速测量与调节
微机原理三级项目项目设计说明书设计题目：基于单片机的无刷直流风扇转速测量与调节指导老师：项目成员：XX大学机电工程系xxxx年xx月xx日一、项目设计要求1、实现无刷直流电机转速的测量和控制。
2、给定转速指令：由PC发送转速值，经单片机控制器，使得电机达到并稳定在指定转速上。
二、硬件设备1、测量风扇型号：品牌：台达，型号：AFB0712HHB2、51系列单片机学习板3、PC三、方案设计1、硬件电路P1.1口接PWM波输入，P3.2口接测速脉冲输入USB提供+5V电源，可以实现PC机与开发板的数据通讯和程序下载。
数码管显示速度和占空比，按键控制转速和占空比。
风扇电路连接：1、输出信号----转速输出每转输出2个脉冲OC输出，如右图2、 OC输出的特点外加集电极电源和负载；输出幅值任意；3. 输入信号--- PWM输入2、程序流程图说明:程序应用模块化进行设计，主要有初始化模块、显示模块、测速模块和调速模块。
编程次序可按此先后进行。
（1）、初始化模块：T0工作方式、标志位状态、所用单元初值、中断设置以及初始显示等。
（2）、显示模块：显示风扇转速的实测值及其对应的PWM占空比。
（3）测速模块：测出2s内风扇的脉冲数，进而求出风扇每分钟的转速。
（4）调速模块：通过键盘按键对PWM波占空比的调节，来控制风扇转速的大小。
3. 占空比与转速关系:占空比0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 转速r/min 250 435 585 735 870 990 1140 1275 占空比0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 转速r/min 1380 1485 1590 1710 1815 1920 1985 2010风扇转速低于250r/min时，由于电压过低，风扇停转，图表中只能测出占空比0.25以上的数据。
4、设计程序：#include<reg52.h>#define uchar unsigned char //0-255#define uint unsigned int //0-65535sbit dula=P2^6; //数码管段选sbit wela=P2^7; //数码管位选sbit P1_1=P1^1; //控制电机I/O口定义sbit P3_4=P3^4;sbit key_1=P3^1; //加速键sbit key_2=P3^3; //减速键sbit key_3=P3^5; //快加键sbit key_4=P3^6; //快减键sbit P1_6=P1^6; //占空比百位int ge,shi,bai,qian; //定义转速各位int m,n,num,PWM=200,PWMH=100;int zhuansu,PWMH_1,PWMH_2,PWMH_3; //转速uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//数码管显示数据表/*=============延时函数==============*/ void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=50;y>0;y--);}/*=============数码管显示函数============*/ void display(){dula=1;P0=table[ge];dula=0;P0=0xff; //消隐wela=1; //显示转速个位P0=0xdf;wela=0;delay(3);dula=1;P0=table[shi];dula=0;P0=0xff; //消隐wela=1; //显示转速十位P0=0xef;wela=0;delay(3);dula=1;P0=table[bai];dula=0;P0=0xff; //消隐wela=1; //显示转速百位P0=0xf7;wela=0;delay(3);dula=1;P0=table[qian];dula=0;P0=0xff; //消隐wela=1; //显示转速千位P0=0xfb;wela=0;delay(3);dula=1;P0=table[PWMH_2];dula=0;P0=0xff; //消隐wela=1; //显示占空比十位P0=0xfe;wela=0;delay(3);dula=1;P0=table[PWMH_3];dula=0;P0=0xff; //消隐wela=1; //显示占空比个位P0=0xfd;wela=0;delay(3);}/*=========定时器0 PWM输出，调节转速========*/ //初始化,每次一溢出时间500usvoid csh(){TMOD=0x01;TH0=(65536-461)/256;TL0=(65536-461)%256;IT0=1;//下降沿EA=1;EX0=1;//打开外部中断0ET0=1;}//键盘扫描部分void keyscan(){if(key_1==0){delay(3); //延时祛去抖if(key_1==0){PWMH++;if(PWMH>=PWM)PWMH=PWM;while(!key_1); //等待按键释放}}if(key_2==0){delay(3);if(key_2==0){PWMH--;if(PWMH<=0)PWMH=0;while(!key_2); //等待按键释放}}if(key_3==0){delay(3); //延时祛去抖if(key_3==0){PWMH=PWMH+10;if(PWMH>=PWM)PWMH=PWM;while(!key_3); //等待按键释放}}if(key_4==0){delay(3);if(key_4==0){PWMH=PWMH-10;if(PWMH<=0)PWMH=0;while(!key_4); //等待按键释放}}}/*===========测量转速，利用外部中断INT0和定时器T0，每2s计算一次======*///定时器0中断部分void T0_time() interrupt 1{TH0=(65536-461)/256;TL0=(65536-461)%256;num++;n++;if(num==201) //周期定位200个num=0;if(num<=PWMH)P1_1=1; //置高电平else if(num>PWMH)P1_1=0; //置低电平if(n==3998) //2s时间到，计算转速{n=0;zhuansu=m*30/2;m=0;qian=zhuansu/1000;bai=zhuansu%1000/100;shi=zhuansu%100/10;ge=zhuansu%10;}}//外部中断0部分void X0_time() interrupt 0{EX0=0;m++;EX0=1;}/*=======显示占空大小======*/void PWMH_(){PWMH_1=PWMH/100;PWMH_2=PWMH%100/10;PWMH_3=PWMH%10;if(PWMH_1==1)P1_6=0; //显示占空比百位elseP1_6=1;}void main() //主函数{P3_4=0; //打通P3^4控制的按键csh(); //初始化子函数while(1){PWMH_();keyscan();display();}}五、方案总结该项目程序的转速是通过规定时间内求转数的方法测量的，转速显示误差为±15转每分钟，调速范围较广（235r/min到2010r/min），基本上能达到了设计任务的要求。
无刷电机驱动器调速的四大方式 无刷电机检测仪无刷马达测试仪转速电流测试仪
无刷电机驱动器调速的四大方式50V50A/100A 30V5A无刷电机检测仪无刷马达测试仪转速电流测试仪一：占空比调速占空比调速方式通过改变等效输出电压来调节电机转速。
占空比调速具有响应快的特点，但转速受负载变化有一定变化，在堵转电流不超过配置的最大负载电流的情况下，堵转扭矩与占空比成近似正比，这可表现为当将电机调节为低速转动时，无刷电机扭矩较小（50V50A/100A 30V5A无刷电机检测仪无刷马达测试仪转速电流测试仪厂家直销叩叩叩叩2 3 5 6 5 9 9 9 6 3）。
二：力矩控制力矩控制方式通过调节输出电流大小来改变电机的扭矩。
无刷电机通常工作在堵转状态。
力矩控制方式输出的电流可在配置的最大负载电流范围内任意调节。
三：速度闭环控制速度闭环控制方式使用PID调节算法来对电机进行稳速控制。
稳速算法支持速度渚环控制和时间位置闭环控制。
前者直接对无刷电机转速进行调节，具有超调量小和在高速叶调速平稳的特点，但在低速时，可能出现调速不均匀问题，后者通过计算无刷电机随时间改变应该转动的位置来对电机转动位置进行控制，从而间接对电机进行了稳速控制，此方式可满足多台驱动器对多个电机转动位置进行同步控制的要求以及越低速稳速控制的要求，但转速调节有一定超调，藤尺驱动器支持闭环调速加速度配置，对于使用速度闭环控制算法，可将加速配置大一些，以使稳速响应更快，而对于使用时间-位置闭环控制算法，加速度配置过大则可能导致超调严重或切换电机转动方向过程不平稳。
四：位置闭环控制使用PID调节算法来对电机转动位置进行控制，当给定目标位置后，驱动器会根据配置的加速加速度，减速加速度和最大速度，自动计算电动运行过程中当前转动位置的目标实时速度并进行控控，从而使电机按照配置的速度和加速度参数准确地转动到目标位置，在对无刷电机位置进行调控过程中，驱动器也能同时估算出无刷电机转动到目标位置所需要的时间。
直流无刷电机调速原理
直流无刷电机调速原理引言直流无刷电机（Brushless DC Motor，BLDC）是一种常见的电动机类型，广泛应用于各种领域，包括工业自动化、电动工具、机器人技术和模型飞机等。
为了控制这些电机的速度和运行，了解直流无刷电机的调速原理至关重要。
本文将深入探讨直流无刷电机的调速原理，以及相关的电子控制技术。
第一部分：直流无刷电机基础在探讨调速原理之前，首先需要了解直流无刷电机的基本工作原理。
与传统的有刷直流电机不同，BLDC电机没有碳刷，因此具有更高的效率和可靠性。
它由以下几个关键部件组成：1.永磁体：通常是一个永久磁铁，位于电机的转子（转动部分）中。
这是电机的永久磁场源。
2.绕组：电机的定子（静止部分）上包围着绕组，也称为线圈。
这些绕组通常由铜线绕制，并与电机的电源电路相连。
3.传感器：有些BLDC电机配置了传感器，用于检测转子的位置和速度。
传感器可以是霍尔效应传感器或编码器等。
4.电子控制器：电子控制器是控制电机速度和方向的关键部件。
它根据传感器的反馈信号来决定如何驱动电机。
第二部分：电子控制器的作用电子控制器是直流无刷电机调速的关键。
它的主要功能是根据传感器的反馈信号来确定电机应该如何运行，以达到所需的速度和方向。
以下是电子控制器的工作原理：1.传感器反馈：如果电机配置了传感器，传感器会监测转子的位置和速度。
这些信息通过传感器反馈到电子控制器。
2.控制算法：电子控制器内部包含一个控制算法，它根据传感器反馈信号来计算出正确的控制策略。
这通常是一个闭环反馈系统，允许电机动态调整以维持所需的运行状态。
3.功率驱动：根据控制算法的输出，电子控制器将电源中的电能转化为适当的电流和电压，供电给电机的绕组。
这就是电机开始旋转的过程。
4.相序控制：BLDC电机通常有三相绕组，控制器需要准确确定哪一相应该通电，以使电机旋转。
这是通过改变相序来实现的，以推动电机的转子。
第三部分：电机调速原理现在，让我们深入研究直流无刷电机的调速原理。
无刷电机的工作和控制原理(图示).doc
无刷电机的工作和控制原理(图示)无刷电机运行和控制的原理(图形)左手定则，它是分析电机旋转力的基础，简而言之，载流导体在磁场中会受到力的影响。
让磁感应线穿过手掌前部，手指的方向是电流方向，拇指的方向是产生磁力的方向。
我相信喜欢和模特一起玩的人有一定的身体基础。
让磁感应线穿过手掌，拇指方向是运动方向，手指方向是产生电动势的方向。
我们为什么要谈论感应电动势？我不知道你是否有类似的经历。
如果你把电机的三相线放在一起，用手转动电机，你会发现电阻很大。
这是因为感应电动势是在转动电机的过程中产生的，从而产生电流。
在磁场中流经导体的电流会产生一个与旋转方向相反的力，你会觉得旋转阻力很大。
如果你不相信我，你可以试试。
当三相线分开时，电机可以很容易地旋转并合并三相线。
电机旋转阻力非常大的右手螺旋尺用右手握住通电的螺线管，这样四个手指的弯曲与电流方向一致，然后拇指所指的末端就是通电螺线管的N极。
状态1当电流施加到两端的线圈时，根据右手螺旋法则，将产生指向右侧的施加磁感应强度B(如粗箭头方向所示)，并且中间转子将尽力保持其内部磁感应线方向与外部磁感应线方向一致，以形成最短的闭合磁线环，从而使内部转子顺时针旋转。
当转子磁场的方向垂直于外部磁场的方向时，转子受到最大旋转扭矩。
请注意，“力矩”是最大的，而不是“力”是最大的。
诚然，当转子磁场与外部磁场方向相同时，转子将受到最大的磁力，但当转子处于水平状态且力臂为0时，它肯定不会旋转。
另外，力矩是力和力臂的乘积。
如果其中一个为零，则乘积为零。
当转子转到水平位置时，尽管它不再受旋转扭矩的影响，但由于惯性，它将继续顺时针旋转。
如果此时两个电磁阀的电流方向发生变化，如下图所示，转子将继续顺时针向前旋转。
如果两个电磁阀的电流方向在状态2下连续变化，内转子将不会停止旋转。
改变电流方向的行为叫做相变。
添加:何时改变相位仅取决于转子的位置，而不取决于任何其他量。
第二部分:一般来说，三相两极内转子电机的三相绕组有星形连接和三角形连接，而最常用的是“三相星形连接的两两导通方式”。
无刷电机 调速原理
无刷电机调速原理无刷电机是目前应用最广泛的一类电机，其特点是高效、可靠、寿命长。
而无刷电机的调速原理则涉及了许多知识，包括无刷电机的构造、电子调速系统以及传感器的应用等等。
下面我将详细介绍无刷电机的调速原理。
无刷电机的构造无刷电机一般由转子、定子和控制系统组成。
转子上固定了一组永磁体，定子上的绕组通过控制系统产生磁场，从而感应出转子上的永磁体，并驱动转子旋转。
定子的绕组是通过与控制系统配合进行调速的。
电子调速系统在无刷电机的调速过程中，电子调速系统起着重要的作用。
它通过不同的方法，改变绕组中的磁场分布，从而改变电机的转速。
常用的方法有PWM调速、电流调速和电压调速等。
1.PWM调速：PWM调速是通过不断改变绕组电流的通断比例来实现的。
当绕组电流通断的频率很高时，电机产生的力矩就可以平均输出，从而控制电机的转速。
通过改变通断比例，可以实现不同的转速。
2.电流调速：电流调速通过改变绕组电流的大小来调整电机的转速。
电机的转速与载荷之间存在着一定的关系，当负载变化时，电机的转速也需要相应调整。
电流调速可以通过改变控制系统的输出电流来实现。
3.电压调速：电压调速是通过改变绕组电压的大小来调整电机的转速。
在电机的正常工作范围内，电压和转速有着一定的线性关系，可以通过改变电压的大小来调整电机的输出转速。
传感器的应用在无刷电机的调速过程中，传感器的应用也是很重要的。
传感器可以通过监测电机的转速和位置等参数，反馈给控制系统，从而实现对电机的精确控制。
1.霍尔传感器：霍尔传感器常用于检测电机的转子位置。
通过安装在定子上的霍尔传感器，可以实时监测到转子的位置，从而准确地控制电机的转速。
2.编码器：编码器常用于检测电机的转速。
编码器可以安装在电机的轴上，通过固定的脉冲信号来反映电机的转速，提供给控制系统进行调整。
总结无刷电机的调速原理涉及了无刷电机的构造、电子调速系统以及传感器的应用等多个方面。
通过改变绕组电流的通断比例、大小以及改变绕组电压的大小，可以实现对电机转速的调整。
微机原理实验小直流电机转速控制及测速实验
《微机综合实践》实验报告选题：小直流电机转速控制及测速实验程序语言：C/C++姓名：同组伙伴：班级：学号：实验环节任务和要求：实验七——小直流电机转速控制及测速实验，要求使用8253，8255芯片组成连接电路，实现对小直流电机转速的控制及转速的测量的功能。
利用开关K0—K6进行转速的设定，经过可编程并行接口芯片8253进行芯片的读写，通过可编程计数器8253进行转速的设定（改变转速和占空比）和转速的计数。
连接好电路以后，采用C语言或C++进行编程，使整个电路可以实现所要求的功能，包括硬件的检测，芯片的初始化，转速的控制以及小直流电机转速的测量等。
实验原理：小直流电机的转速是由输出脉冲的占空比（PWM: Pulse width modulation ）来决定的，正向占空比越大转速越快，反之越慢。
8253是一个三通道16比特的可编程定时计数器，他的最高计数频率可达2MHz，主要包括三个计数器通道，一个控制寄存器，数据总线缓冲器及读/写逻辑电路。
8253共有六种不同的工作方式，在不同的方式下，计数过程的启动方式、out端的输出波形都不一样。
本实验采用的是方式0和方式3。
其中方式0为软件启动不自动重复计数的方式，该方式在第一个写信号WR有效时向计数器写入控制字CW，之后其输出端OUT就变低电平，在第二个WR有效时装入计数初值，然后经过一个CLK信号的上升沿和下降沿，初值进入计数器。
当计数减到零——计数结束后，OUT输出变为高电平。
8253的方式3是方波发生器，在这个方式下，计时器既可以用软件启动，也可以用硬件启动。
方式3也可以自动重复计数。
只是计数到N/2时，OUT变为低，再接着计数到0时，OUT又变为高，并开始新一轮计数。
试验中利用方式3产生一定频率的方波信号，并且将方波信号作为基准信号与另一信号相比较，进行转速的测量。
而另一个计数器采用方式0进行计数操作，并与方波信号相比较，从而得到小直流电机的真正转速。
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微机原理无刷DC风机调速及测速
理工学院微机原理(三级)项目报告名称:微机原理课程设计项目名称:
无刷DC风扇速度调节和速度测量讲师；
█ █部门:
机电专业:
机械设计、制造和自动化团队成员的信息科学数量；
姓氏:
王█ █团队成员信息编号:
姓氏:
郭█ █完成时间:
结果从XXXX 12月1日到XXXX 1月3日:
审阅者:
目录
一、学习目标 (1)
第二，该项目要求 (1)
第三，速度测量和调节系统的硬件构成 (1)
四、程序流程图和解释思路 (3)
五、风机转速与占空比的关系表及曲线 (4)
六、设计过程 (5)
七、设计问题分析 (12)
八.计划摘要 (13)
一、学习目标本系统作业的目的是:
(1)通过脉宽调节改变无刷直流风扇的转速；
(2)通过风扇旋转时产生的脉冲信号测量并显示风扇的转速；
(3)将每个风扇组从某一转速(600转/分)到另一转速(XXXX 12月1日至XXXX 1月3日)的结果进行比较:
审阅者:
目录
一、学习目标 (1)
第二，该项目要求 (1)
第三，速度测量和调节系统的硬件构成 (1)
四、程序流程图和解释思路 (3)
五、风机转速与占空比的关系表及曲线 (4)
六、设计过程 (5)
七、设计问题分析 (12)
八.计划摘要 (13)
一、学习目标本系统作业的目的是:
(1)通过脉宽调节改变无刷直流风扇的转速；
(2)通过风扇旋转时产生的脉冲信号测量并显示风扇的转速；
(3)比较每组风扇从某一速度(600转/分)稳定运行到另一速度(2000转/分)所需的时间。
通过比较测试结果的估计结果并讨论产生差异的主要原因，学生
可以展示他们对无刷直流风扇数学模型建立和调整方法的局限性的深入理解。
二.项目要求检查项目要求速度显示风扇速度可在发光二极管上显示，速度单位为r/min，刷新周期约为1秒，风扇速度可调节，风扇速度可在700时改变:根据要求接线:
黄线连接到Vcc，黑线接地，绿线连接到P3 ，蓝线连接到P2 .
输出:
输出，如下图所示
Iv .画一个程序流程图并解释程序思想。
启动初始化中断，生成脉宽调制波，显示速度和占空比，查询是否需要反馈调整，查询是否接收到串口数据，查询-省略部分-发送一个字节----*/void send(无符号字符d) //发送一个字节的数据，形式参数d是要发送的数据。
{ SBUF=d；//将数据写入串行缓冲发送=1；//发送时设置发送标志；//等待发送完成}/*-发送字符串-*/空隙发送(无符号字符* PD){ while((*)PD)！='\0') //发送字符串直到遇到0 {发送(* PD)；//发送字符PD；//移动到下一个字符}} void sendc _ num(无符号字符* PD){无符号字符t；对于(t=0；t8；t){ if(t==4)send(')；发送((*(PD)' 0 ')；//发送字符PD；//移动到下一个字符}发送(' \ n ')；}
7.设计过程中出现的问题分析1。
在设计脉宽调制控制模式的过程中，遇到了选择脉宽调制波周期的问题。
查阅数据后发现，脉宽调制波的周期会直接影响小风扇的输出转矩。
在实际测试过程中，首次采用载波脉冲数为200，载波周期为250
微秒的方式形成了50毫秒的脉宽调制。
我们发现保持风扇旋转的占空比为35%。
第二次，通过使用载波脉冲数为200并且载波周期为500微秒的模式，形成具有100毫秒周期的脉宽调制。
此时，保持风扇旋转的占空比仅为26%，与调速过程中的最后选择相比，相同的占空比可以输出更大的转速。
因此，第二方案的调速能力相对较好。
最后，周期为100毫秒的脉宽调制由200个载波脉冲和500微秒的载波周期构成。
2.在设计中确定转速和占空比之间关系的顺序也是一个问题。
在设计的后期，我们注意到当占空比相同时，从高占空比到低占空比以及从低占空比到高占空比测量的脉宽调制-n曲线的转速之间的差异可能非常大，这直接影响占空比直接调节功能的精度。
为了解决这个问题，通过随机设置占空比进行速度测量更适合实际使用。
因此，在后期，创建了一个特殊的程序来测量转速和占空比之间的关系。
它可以随机指定占空比，并在几秒钟后将当前稳定的脉宽调制-n关系发送回电脑。
八.根据项目报告的检查要求，我们将分阶段实施项目过程。
在第一阶段，使用一个键来调整占空比并输出脉宽调制波来旋转风扇。
在第二阶段，数码管可以显示脉宽调制波的占空比。
在第三阶段，增加了转速测量功能，并使用数码管显示转速。
第四阶段增加串口通信功能，主要实现单片机的数据接收。
第五阶段，制作转速与风机占空比关系的表格和曲线；
第六阶段是根据关系曲线选择合适的调整方案。
最后，整合程序并完成项目实践报告。
从结果来看，我们的无刷
直流风扇系统已经可以实现所有要求的功能，调速和自动稳速。
为了提高系统的性能，我们可以考虑从提高稳定转速的方案入手，这需要对PID调节有深入的了解。
13。