MOS管驱动直流电机

合集下载

tb6612fng电机驱动模块工作原理

tb6612fng电机驱动模块工作原理

tb6612fng电机驱动模块工作原理
TB6612FNG电机驱动模块是一种常用的直流电机驱动模块,可用于控制双向直流电机或步进电机。

该模块基于TB6612FNG芯片设计,具有高效、低功耗、高性能等特点,广泛应用于智能小车、机器人、航模等领域。

工作原理:
TB6612FNG芯片是一种双路H桥直流电机驱动芯片。

其内部包含两个H桥电路,每个H桥都由四个MOS管组成。

其中两个MOS管用于控制电机正向转动,另外两个MOS管则控制电机反向转动。

通过控制这四个MOS管的导通和截止状态,可以实现对直流电机正反转和速度的控制。

TB6612FNG芯片还内置了PWM调速功能,可以通过改变PWM信号的占空比来调节电机的转速。

此外,在使用步进电机时,还需设置相序以实现步进运动。

在使用TB6612FNG电机驱动模块时,需要将其与单片机或其他控制器连接,并根据需要设置相关参数(如PWM频率、PWM占空比、步进相序等)。

当接收到来自控制器的指令后,TB6612FNG芯片将
根据指令控制MOS管的导通和截止状态,从而实现对电机的控制。

总之,TB6612FNG电机驱动模块通过控制H桥电路和PWM信号,
实现对直流电机正反转和速度的调节,同时还可用于步进电机的驱动。

它是一种高效、低功耗、高性能的电机驱动模块,在智能小车、机器人、航模等领域有着广泛应用。

h桥mos直流电机驱动电路_解释说明以及概述

h桥mos直流电机驱动电路_解释说明以及概述

h桥mos直流电机驱动电路解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文将深入探讨H桥MOS直流电机驱动电路的原理、优势和应用案例分析,并介绍设计和优化时需要考虑的因素。

H桥MOS直流电机驱动电路是一种常见且重要的电路,广泛应用于各个领域,如家用洗衣机、无人驾驶汽车以及工业自动化设备等。

通过对该电路的研究,可以更好地理解其工作原理,为日后的设计提供指导。

1.2 文章结构文章由以下几个部分组成:引言、H桥MOS直流电机驱动电路解释说明、H桥MOS直流电机驱动电路的应用案例分析、H桥MOS直流电机驱动电路设计和优化考虑因素以及结论。

在引言部分,我们将对本文内容进行简要概括,并介绍各个部分的内容安排。

1.3 目的本文的目标在于全面解释和说明H桥MOS直流电机驱动电路,包括其原理、优势和工作原理。

同时,还将通过详细分析多个应用案例来展示该类型电路在实际应用中的作用和重要性。

此外,我们还将介绍设计和优化该电路时需要考虑的因素,并展望未来H桥MOS直流电机驱动电路可能的发展方向。

通过本文的阐述,读者将能够掌握有关H桥MOS直流电机驱动电路的基础知识,并为相关领域的实际应用提供参考依据。

2. H桥MOS直流电机驱动电路解释说明2.1 H桥MOS电路原理H桥MOS直流电机驱动电路是一种常见的电路,用于控制直流电机的旋转方向和速度。

它由四个功率开关MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)组成,通常配对使用,以构成两个互补开关对。

H桥MOS电路采用了全可控技术,通过不同的开关组合来改变电流流向、极性和大小。

当第一个互补开关导通时, 电机的正极与供电源相连, 而负极与地连接;而当第二个互补开关导通时, 两者则互换。

2.2 H桥MOS直流电机驱动的优势H桥MOS直流电机驱动具有以下几个优势:首先,它能够实现双向控制。

通过调整开关的状态,可以改变电机的旋转方向,使其正反转自如。

图文讲解电机控制器中的MOS驱动

图文讲解电机控制器中的MOS驱动

导读三相直流无刷电机由于其可靠性高、免维护的特点,逐渐取代有刷电机,成为汽车风机、水泵、油泵的首选动力来源。

在设计电机控制器时,不能直接使用通用MCU的IO引脚驱动功率MOS,此时预驱芯片是最优选择。

一、引言通用MCU或DSP的IO电压通常是5V\3.3V,IO的电流输出能力在20MA 以下,不足以直接驱动功率MOSFET。

所以使用通用MCU或DSP来设计电机驱动器时,通常需要搭配外部的MOSFET驱动器,我们称之为“预驱”。

在设计汽车风机、水泵、油泵等电机驱动控制器时,使用车规MCU+车规预驱+车规N沟道功率MOSFET,可以适配不同功率、各种通信方式和各种驱动方式。

二、控制器中的功率MOS驱动图1 直流无刷电机驱动电路如图,三相直流无刷电机(包括BLDC和PMSM)功率级驱动电路使用6个N沟道功率MOS构成三相全桥,分为三个连接到电源正极(VBus)的高边MOS和三个连接到电源负极的低边MOS。

控制器通过控制六个MOS的通断,完成换相,使电机按照预期转动。

电机在运转过程中可能会遇到堵转而导致过流,因此MOS驱动电路需要具有保护功能,以防止烧坏控制器或电机。

对于单个NMOS来说,在开通时,需要提供瞬间大电流向MOS内的寄生电容充电,栅源电压(VGS)达到一定阈值后,MOS才能完全开通。

在MOS开通后,还需要维持合适的栅源电压(VGS),才可以保持开通状态。

对于低边MOS,其源极(S)接到电源负极,栅源电压容易满足,驱动较简单。

对于高边MOS,其源极(S)接到电机相线,其电压是不确定的,如果需要开通,需要通过自举电路提供栅极电压,驱动较复杂。

图2 VGS与RDSON的关系一般情况下,MOS的导通内阻都如图2所示,随着VGS的增大而降低,但VGS大于10V之后,下降曲线变得平缓。

为了达到最小的导通电阻(RDSON),VGS的取值通常为10~15V。

三、车规预驱——MPQ6531MPQ6531是MPS推出的一款专门用于汽车三相直流无刷电机控制器的预驱,符合AEC-Q100 Grade 1,输入电压为5-60V,可以满足12V/24V 汽车电气系统下的需求。

mos 控制电机

mos 控制电机

mos 控制电机介绍在现代科技发展的背景下,电机作为一种重要的能源转化装置,其应用领域越来越广泛。

而mos(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)技术作为当前集成电路技术的基石,也在电机控制中扮演着不可忽视的角色。

本文将详细探讨mos如何应用在电机控制中,讨论mos控制电机的原理、方法及其在实际应用中所面临的挑战。

二级标题1:mos 控制电机的原理三级标题1.1:mos 的基本原理•mos(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是一种三层结构的场效应晶体管。

•其中金属层负责引入控制信号,氧化物层提供绝缘,半导体层负责电荷传输。

三级标题1.2:mos 控制电机的原理•mos 能够将外部控制信号转化为电流,从而实现对电机的控制。

•通过调整控制信号的电压和电流,可以改变mos管的导通/截止状态,从而调节电机的转速和扭矩。

三级标题1.3:mos 控制电机的优势•mos管具有高电压、高电流驱动能力,能够满足电机的大功率需求。

•mos管具有快速开关速度和低损耗特性,提高了电机的效率。

•mos管具有可靠性高、寿命长的特点,增加了电机的稳定性和使用寿命。

二级标题2:mos 控制电机的方法三级标题2.1:基于 mos 控制电机的直流调速方法1.电压调速方法:–通过调整 mos 控制信号的电压,改变电机的转速。

–随着控制信号电压的增加,电机转速逐渐增大。

–通过改变 mos 导通/截止时间比例,实现电机的连续调速。

2.电流调速方法:–通过调整 mos 控制信号的电流,改变电机的扭矩。

–随着控制信号电流的增加,电机的扭矩逐渐增大。

–通过改变 mos 导通/截止时间比例,实现电机的连续调速。

三级标题2.2:基于 mos 控制电机的交流调速方法1.变频调速方法:–通过改变 mos 开关频率,调整电机的转速。

–通过改变 mos 导通/截止时间比例,调整电机的扭矩。

2.矢量控制方法:–通过传感器获取电机参数,实时控制 mos 的导通/截止,调整电机的转速和扭矩。

MOS管驱动电路总结

MOS管驱动电路总结

MOS管驱动电路总结MOS(金属氧化物半导体)管驱动电路是一种常见的功率电子器件,用于驱动高功率负载或控制功率器件的开关。

它通过电路中的MOS管(也称为MOSFET)来实现开关效果。

MOSFET驱动电路的设计与应用具有重要意义,下面是对MOS管驱动电路的总结。

一、MOS管的基本原理MOS管是一种具有与传统晶体管相似结构的半导体器件。

它的核心部分是氧化层上的金属层和半导体基区。

MOS管通过改变基区和导通层之间的电阻来实现开关效果。

MOS管具有低输入电阻、高输入阻抗、快速开关速度和较低的功耗等优势。

二、MOS管的驱动方式1.直流驱动:直流驱动方式是最简单的方式,只需将DC信号连接到MOS管的栅极,使其在正常工作区域内工作。

直流驱动方式适用于低频应用。

2.求幅驱动:幅度驱动方式是通过向MOS管的栅极施加一个脉宽调制信号来控制其导通和关闭状态。

脉宽调制信号的幅度决定了MOS管的开启程度,从而控制输出信号的幅度。

求幅驱动方式适用于一些需要调整信号幅度的应用。

3.双电源驱动:双电源驱动方式使用两个电源分别给MOS管的源极和栅极提供电压。

这种驱动方式可以保持MOS管在稳态工作区域内,避免其处于截止区或饱和区,从而提高工作效率。

三、MOS管驱动电路的设计要点1.选择适当的驱动电路结构和元件:常见的MOS管驱动电路结构包括共射极结构、共源结构和H桥结构。

不同结构适用于不同的应用场景。

此外,还需选择合适的电阻、电容和二极管等元件。

2.考虑驱动电源和信号电源的匹配:驱动电路的电源电压应与MOS管的额定电压匹配,以确保稳定可靠的工作。

此外,还需注意输入信号的频率和幅度与驱动电路的匹配性。

3.保护电路的设计:由于MOS管具有较高的功率特性,对驱动电路的保护显得尤为重要。

常见的保护电路包括过流保护、过温保护、过压保护和短路保护等。

4.电流放大器的设计:为了提高MOS管的驱动能力,通常需要使用电流放大器来增大输出电流,从而驱动更大的负载。

单mos管驱动电机

单mos管驱动电机

单mos管驱动电机MOS管(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的电子元件,其优异的开关特性使得它成为驱动电机的理想选择。

本文将介绍单MOS 管驱动电机的原理、优势以及使用中应注意的事项,旨在为读者提供全面、生动且指导性的信息。

首先,我们来了解一下单MOS管驱动电机的工作原理。

MOS管是一种可以控制电流传导的半导体器件。

通过调节MOS管的栅极电压,可以实现对其通道的开关控制,从而控制电流的流动。

当栅极电压为高电平时,MOS管导通,电流可以通过。

而栅极电压为低电平时,MOS管截止,电流无法通过。

利用这种开关特性,可以实现对电机的转速和方向的控制。

单MOS管驱动电机具有多个优势。

首先,MOS管具有较低的开关损耗和导通电阻,能够提供高效的功率转换和传输。

其次,MOS管的开关速度非常快,能够迅速响应外部控制信号,实现高灵活性的电机控制。

此外,MOS管还具有良好的耐压性能和温度稳定性,能够适应各种工作环境的需求。

在使用单MOS管驱动电机时,有几点需要注意。

首先,应根据电机的额定电流和电压选择合适的MOS管型号,避免过载和损坏。

其次,为了保护MOS管免受电流的冲击,可以在电路中添加适当的保护电路,如二极管反并联等。

此外,还应合理设计驱动电路,确保输入控制信号的准确性和稳定性。

总的来说,单MOS管驱动电机是一种灵活、高效且稳定的电机驱动方案。

通过充分发挥MOS管的开关特性,可以实现对电机的精确控制。

在使用过程中,我们需要选择合适的MOS管型号,合理设计驱动电路,并采取必要的保护措施,以确保电机的安全和稳定运行。

希望通过本文的介绍,读者们对单MOS管驱动电机有了更深入的了解,能够在实际应用中更好地利用其优势,实现各种电机的可靠驱动。

mos管h桥电机驱动电路图

mos管h桥电机驱动电路图

mos管h桥电机驱动电路图 H桥是⼀个典型的直流电机控制电路,因为它的电路形状酷似字母H,故得名与“H桥”。

4个三极管组成H的4条垂直腿,⽽电机就是H中的横杠(注意:图中只是简略⽰意图,⽽不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。

H桥驱动原理 1)电机驱动 电路⾸先,单⽚机能够输出直流信号,但是它的驱动才能也是有限的,所以单⽚机普通做驱动信号,驱动⼤的功率管如Mos管,来产⽣⼤电流从⽽驱动电机,且占空⽐⼤⼩能够经过驱动芯⽚控制加在电机上的均匀电压到达转速调理的⽬的。

电机驱动主要采⽤N沟道MOSFET构建H 桥驱动电路,H 桥是⼀个典型的直流电机控制电路,由于它的电路外形酷似字母 H,故得名⽈“H 桥”。

4个开关组成H的4条垂直腿,⽽电机就是H中的横杠。

要使电机运转,必需使对⾓线上的⼀对开关导通,经过不同的电流⽅向来控制电机正反转,其连通电路如图所⽰。

2)H桥驱动原理 实践驱动电路中通常要⽤硬件电路便当地控制开关,电机驱动板主要采⽤两种驱动芯⽚,⼀种是全桥驱动HIP4082,⼀种是半桥驱动IR2104,半桥电路是两个MOS管组成的振荡,全桥电路是四个MOS管组成的振荡。

其中,IR2104型半桥驱动芯⽚能够驱动⾼端和低端两个N沟道MOSFET,能提供较⼤的栅极驱动电流,并具有硬件死区、硬件防同臂导通等功⽤。

运⽤两⽚IR2104型半桥驱动芯⽚能够组成完好的直流电机H桥式驱动电路,⽽且IR2104价钱低廉,功⽤完善,输出功率相对HIP4082较低,此计划采⽤较多。

另外,由于驱动电路可能会产⽣较⼤的回灌电流,为避免对单⽚机产⽣影响,最好⽤隔离芯⽚隔离,隔离芯⽚选取有很多⽅式,如2801等,这些芯⽚常做控制总线驱动器,作⽤是进步驱动才能,满⾜⼀定条件后,输出与输⼊相同,可停⽌数据单向传输,即单⽚机信号能够到驱动芯⽚,反过来不⾏。

mos管h桥电机驱动电路图 mos管H桥电路 图1中所⽰为⼀个典型的直流电机控制电路。

MOS管驱动直流电机要点

MOS管驱动直流电机要点

直流电机驱动课程设计题目:MOS管电机驱动设计摘要直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑,方便,调速围广,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;能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。

本文介绍了直流电机驱动控制装置(H桥驱动)的设计与制作,系统采用分立元件搭建H桥驱动电路,PWM调速信号由单片机提供,信号与H桥驱动电路之间采用光电耦合器隔离,电机的驱动运转控制由PLC可编程逻辑控制器实现。

关键词:直流电动机,H桥驱动,PWM目录一、直流电机概述4二、直流电机驱动控制6三、直流电机驱动硬件设计8四、直流电机驱动软件设计9五、程序代码12六、参考文献18一、概述19世纪70年代前后相继诞生了直流电动机和交流电动机,从此人类社会进入了以电动机为动力设备的时代。

以电动机作为动力机械,为人类社会的发展和进步、工业生产的现代化起到了巨大的推动作用。

在用电系统中,电动机作为主要的动力设备而广泛地应用于工农业生产、国防、科技及社会生活等各个方面。

电动机负荷约占总发电量的70%,成为用电量最多的电气设备。

对电动机的控制可分为简单控制和复杂控制两种。

简单控制对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制。

这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元件来实现。

复杂控制是对电动机的转速、转角、转矩、电压、电流等物理量进行控制,而且有时往往需要非常精确的控制。

以前对电动机的简单控制应用较多,但是,随着现代化步伐的迈进,人们对自动化的需求越来越高,使电动机的复杂控制变成主流,其应用领域极其广泛。

电动机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。

正是这些技术的进步,使电动机控制技术在近二十多年发生了翻天覆地的变化。

其中电动机控制部分已由模拟控制让位给以单片机为主的微处理器控制,形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统的应用,并向全数字控制系统的方向快速发展。

功率MOS驱动直流电机的常用电路分析

功率MOS驱动直流电机的常用电路分析

功率MOS驱动直流电机的常用电路分析发表时间:2020-12-29T07:36:51.625Z 来源:《中国科技人才》2020年第24期作者:熊永昌李树平[导读] 与双极晶体管不同,MOS是电压控制器件。

当MOS导通时栅极没有(或只有极其微小)电流流过,MOS管在基极区域不产生电荷的存储,更加适合应用于高速通断的场合。

牡丹江师范学院物理与电子工程学院黑龙江牡丹江 157000摘要:功率MOSFET因为其栅极驱动流过电流极小、导通内阻极低,被广泛的应用于大功率电机驱动电路中。

本文根据应用场景简要分析了当电机仅需要单向工作时采用的半桥式驱动电路与需要双向工作时采用的H桥驱动电路。

关键词:功率MOSFET;半桥驱动;H桥驱动;直流电机与双极晶体管不同,MOS是电压控制器件。

当MOS导通时栅极没有(或只有极其微小)电流流过,MOS管在基极区域不产生电荷的存储,更加适合应用于高速通断的场合。

在MOS导通时,可以认为ID=IS,MOS管的导通内阻可为几十毫欧或更低,由于这种特性MOS管被广泛的应用于大功率直流电机驱动电路、开关电路等。

为了使MOSFET在电路中获得最优的性能体现,就必须选择合适的驱动电路。

1.半桥式驱动电路如图1所示,是简单的N沟道MOSFET的开路漏极电路。

在MOSFET的G(栅极),S(源极)两端加上正电压使Vgs大于开启电压,MOSFET 即可导通,完全导通时MOSFET的内阻可达几毫欧。

在分析电路时,电动机被认为是感性负载,再电路中驱动这些感性负载时,当驱动电压突然断开,就会在负载两端产生一个很大的反向电动势,为了避免反向电动势击穿回路中的器件,一般会在电机两端接入一个反向二极管,用于吸收反向电动势。

如图1电路中所示。

简单的开路漏极电路只是具备开启MOSFET的功能,并不能实现驱动电机时通常需要的缓启动、快停止、脉宽调制等功能。

在缓启动、快停止、调节转速的应用场景中一般使用半桥式驱动电路。

mos无刷电机驱动电路

mos无刷电机驱动电路

mos无刷电机驱动电路mos无刷电机驱动电路是一种常用于控制无刷直流电机的电路。

无刷电机由于其高效、高转矩、高速度和长寿命等优点,被广泛应用于各个领域,例如电动汽车、机器人、航空航天等。

而mos无刷电机驱动电路作为无刷电机的控制核心,起到了至关重要的作用。

mos无刷电机驱动电路主要由mos管、电流传感器、电压传感器、电机驱动芯片和相关电路组成。

其中,mos管是驱动电机的关键元件,它通过控制电机的通断来实现对电机的转速和转向的控制。

电流传感器和电压传感器用于实时监测电机的电流和电压,以便及时调整驱动电路的工作状态。

电机驱动芯片则是整个驱动电路的核心,它根据传感器的反馈信号,通过控制mos管的开关状态,来实现对电机的精确控制。

mos无刷电机驱动电路具有以下特点:1.高效性:mos无刷电机驱动电路采用mos管作为开关元件,具有低导通电阻和快速开关速度的特点,从而提高了电机的效率和响应速度。

2.精确性:驱动芯片通过对电压和电流的实时监测,能够精确控制电机的转速和转向,满足不同应用场景的需求。

3.可靠性:mos无刷电机驱动电路采用了多种保护机制,例如过流保护、过压保护和过热保护等,能够有效地保护电机和驱动电路的安全运行。

4.灵活性:mos无刷电机驱动电路可以根据不同的控制需求进行调整和优化,可以实现多种控制方式,例如PWM调速、电流调速和位置闭环控制等。

5.可扩展性:mos无刷电机驱动电路可以与其他传感器和控制器相结合,实现更复杂的控制功能,例如速度闭环控制和位置闭环控制等。

mos无刷电机驱动电路的工作原理如下:驱动芯片通过电压和电流传感器实时监测电机的电压和电流值。

然后,根据设定的控制信号,驱动芯片控制mos管的开关状态。

当mos管导通时,电机获得电流,开始旋转;当mos管断开时,电机停止转动。

通过不断地控制mos管的开关状态,驱动芯片可以实现对电机的精确控制。

mos无刷电机驱动电路的设计需要考虑以下几个方面:1.电机功率和工作电压:根据电机的功率和工作电压确定mos管和驱动芯片的选型和参数。

mos管应用实例

mos管应用实例

mos管应用实例
MOS管是一种常见的半导体器件,具有高速、低功耗、高可靠性等优点,被广泛应用于各种电子设备中。

下面将介绍几个MOS管的应用实例。

1. 电源管理
MOS管可以用于电源管理,例如电池充电器、DC-DC转换器等。

在电池充电器中,MOS管可以控制电池的充电电流,保证电池充电时的安全性和稳定性。

在DC-DC转换器中,MOS管可以控制输入电压和输出电压之间的转换,实现高效的电源管理。

2. 电机控制
MOS管可以用于电机控制,例如步进电机、直流电机等。

在步进电机中,MOS管可以控制电机的步进角度和转速,实现精确的位置控制。

在直流电机中,MOS管可以控制电机的转速和转向,实现高效的电机控制。

3. LED驱动
MOS管可以用于LED驱动,例如LED灯、LED显示屏等。

在LED灯中,MOS管可以控制LED的亮度和颜色,实现高效的LED驱动。

在LED显示屏中,MOS管可以控制LED的显示内容和刷新频率,实现高质量的LED显示。

4. 无线通信
MOS管可以用于无线通信,例如手机、无线路由器等。

在手机中,MOS管可以控制手机的信号放大和滤波,实现高质量的通信。

在无线路由器中,MOS管可以控制无线信号的放大和传输,实现高速的无线通信。

总之,MOS管具有广泛的应用领域,可以用于电源管理、电机控制、LED驱动、无线通信等方面。

随着科技的不断进步,MOS管的应用将会越来越广泛,为人们的生活带来更多的便利和舒适。

基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计

基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计

基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计引言:直流电机广泛应用于工业自动化系统、机械设备和电动汽车等领域。

为了实现对直流电机的精确控制和高效能耗,设计一种基于场效应管的直流电机驱动控制电路非常重要。

本文将介绍基于场效应管的直流电机驱动控制电路的设计原理和具体步骤,并详细说明其优势和应用。

一、设计原理:场效应管是一种三极管,其内部有一个门电极控制电流流动。

利用场效应管的导通特性,可以通过控制门电极的电压来调节场效应管的导通状态。

通过合理设计电路,将场效应管与直流电机相连,即可实现对直流电机的驱动控制。

当门电极被施加正电压时,场效应管导通,电流流过直流电机,驱动电机转动。

当门电极电压为零或负电压时,场效应管截止,电机停止转动。

二、设计步骤:1.选择合适的场效应管和直流电机。

根据直流电机的额定电流和工作电压,选择合适的场效应管,保证场效应管能够承受电机的电流和电压。

2.设计电源电路。

为了保证直流电机稳定工作,需要提供稳定的电源电压。

可以使用直流稳压电源或者直流电路滤波器。

3.设计信号调节电路。

为了实现对直流电机的转速和转向控制,需要设计信号调节电路。

通过改变信号调节电路的输入电压,可以改变场效应管的导通状态,从而控制电机的转速和转向。

4.设计保护电路。

为了保护直流电机和场效应管,设计相应的保护电路非常重要。

常见的保护电路包括过流保护电路、过压保护电路和过热保护电路。

三、优势和应用:1.高效能耗:基于场效应管的直流电机驱动控制电路具有高效能耗的特点。

场效应管的导通电阻低,能够大量减少功率损失,提高系统的能效。

2.高精确控制:由于场效应管具有很好的响应特性,可以实现对直流电机的精确控制。

通过调节门电极电压的大小,可以准确控制电机的转速和转向。

3.应用广泛:基于场效应管的直流电机驱动控制电路广泛应用于工业自动化系统、机械设备和电动汽车等领域。

由于其高效能耗和高精确控制性能,在工业生产中得到了广泛的应用。

结论:基于场效应管的直流电机驱动控制电路设计可以实现高效能耗和精确控制的目的,广泛应用于工业自动化系统、机械设备和电动汽车等领域。

(3条消息)单相MOS全桥逆变电路(直流碳刷电机的MOS驱动电路)

(3条消息)单相MOS全桥逆变电路(直流碳刷电机的MOS驱动电路)

(3条消息)单相MOS全桥逆变电路(直流碳刷电机的MOS驱动电路)由于在机器人控制和各种DIY控制中,非常需要使用MOS驱动电路。

所以找个时间设计了一下MOS驱动板电路。

下面贴出每部分的电路原理图。

其中 12的升压电路是为了给桥臂驱动芯片IR2105供电使用。

这种芯片有很多替代品。

MOS管主要用的是英飞凌的。

电流大内阻也小。

其他电路很简单,不细说了,重点说一下 MOS桥的电路模型。

1 首先,很多电路中,MOS管栅源两极的并联电阻,主要是为了放电,因为MOS管内部类似于一个电容,如果PWM信号 Dout没有下拉功能,MOS导通后就会一直处于导通状态,这里并联一个电阻后,当Dout变成低电位时,可以把MOS管结电容的电放掉!如果信号有下拉功能,可以取消此电阻!2 半桥驱动电路的关键是如何实现上桥的驱动。

图2中C1为自举电容,D1为快恢复二极管。

PWM在上桥调制。

当Q1关断时,A点电位由于Q2的续流而回零,此时C1通过VCC及D1进行充电。

当输入信号Hin开通时,上桥的驱动由C1供电。

由于C1的电压不变,VB 随VS的升高而浮动,所以C1称为自举电容。

每个PWM周期,电路都给C1充电,维持其电压基本保持不变。

D1的作用是当Q1关断时为C1充电提供正向电流通道,当Q1开通时,阻止电流反向流入控制电压VCC。

D2的作用是为使上桥能够快速关断,减少开关损耗,缩短MOSFET关断时的不稳定过程。

D3的作用是避免上桥快速开通时下桥的栅极电压耦合上升(Cdv/dt)而导致上下桥穿通的现象。

Q4 主要是续流二极管,MOS中本身有寄生二极管,但是怕遭不住啊,电路中感性电路,如电机,可以通过该二极管进行释放。

3 电机反向电压相对于电池的供电电压,本来接电源正极的电机一端变成了负极,而电流方向不变。

一般出现在断电瞬间。

而在不同器件的反向电压,比如mos的反向电压由于电机反向电压过大,通过电源反向加载mos两端而另一方面,电机断电的瞬间电流方向不变,电压方向(变成供电电源)的负极与电池的正极相连,那么通过二极管就可以释放其中的能量。

mos管驱动的全桥电路原理

mos管驱动的全桥电路原理

mos管驱动的全桥电路原理全桥电路是一种常用的电路拓扑结构,广泛应用于直流电机控制、逆变器等领域。

它由四个MOS管和四个电阻组成,通过调节MOS 管的导通与关闭来实现对负载的控制。

全桥电路的工作原理如下:1. 全桥电路的基本结构全桥电路由四个MOS管组成,分为两对,每一对MOS管的两个管子分别位于正负电源之间。

两对MOS管的中点相连,作为电机的输出端。

同时,电机的另外两个端口与电源相连,形成了全桥电路的输入端。

2. 工作原理当全桥电路的输入信号为高电平时,T1和T2管导通,T3和T4管关闭。

此时,电流从电源正极经过T1管、电机、T2管流回电源负极,从而实现了电机的正向转动。

当输入信号为低电平时,T1和T2管关闭,T3和T4管导通。

此时,电流从电源正极经过T4管、电机、T3管流回电源负极,从而实现了电机的反向转动。

通过控制输入信号的高低电平,可以实现对电机的正反转控制。

此外,通过控制输入信号的频率和占空比,还可以实现对电机速度的控制。

3. MOS管的工作原理MOS管是全桥电路中的关键元件,它的导通与关闭决定了电流的通路。

MOS管由源极、漏极和栅极组成。

当栅极电压高于一定阈值时,MOS管导通;当栅极电压低于阈值时,MOS管关闭。

在全桥电路中,栅极与控制信号相连,通过调节控制信号的高低电平,可以控制MOS管的导通与关闭。

同时,为了保护MOS管,还需要在其源极和漏极之间串联电阻,限制电流的大小。

4. 全桥电路的优势和应用全桥电路具有以下优势:- 可以实现对电机的正反转控制;- 可以实现对电机速度的调节;- 可以实现对电机的制动和动态刹车。

因此,全桥电路广泛应用于直流电机控制、逆变器等领域。

例如,在电动汽车中,全桥电路被用于控制电机的转向和转速;在逆变器中,全桥电路被用于将直流电转换为交流电。

总结:全桥电路是一种常用的电路拓扑结构,通过调节MOS管的导通与关闭来实现对负载的控制。

它的工作原理简单明了,通过控制输入信号的高低电平,可以实现对电机的正反转控制。

电机驱动mos管发热原因

电机驱动mos管发热原因

电机驱动mos管发热原因电机驱动MOS管发热是电机驱动系统中常见的问题。

在电机驱动过程中,MOS管是常用的功率开关元件,用于控制电机的启停和速度调节。

然而,MOS管在工作过程中会产生一定的热量,这主要是由于以下几个原因。

MOS管的导通和截止过程中存在导通电阻和截止电阻。

当MOS管导通时,导通电阻会引起一定的功率损耗,导致MOS管发热。

当MOS管截止时,截止电阻同样会引起功率损耗,导致MOS管发热。

因此,MOS管的导通和截止过程需要合理控制,减少功率损耗,降低发热。

MOS管的开关速度也会对发热产生影响。

开关速度过快,会导致开关过程中存在过渡电阻,增加了导通和截止过程的功率损耗,从而增加了发热。

因此,在设计电机驱动系统时,需要综合考虑MOS 管的开关速度,选择合适的驱动电路,以减少发热。

电机的负载特性也会对MOS管的发热产生影响。

电机的负载特性包括电机的负载电流和负载电压。

当电机的负载电流和负载电压较大时,MOS管会承受较大的功率,导致发热增加。

因此,在电机驱动系统设计中,需要根据实际负载特性选择合适的MOS管,以减少发热。

MOS管的工作温度也会影响发热。

MOS管的工作温度过高会导致器件损坏,降低其可靠性。

因此,在电机驱动系统设计中,需要合理设计散热系统,提高MOS管的散热效果,保持MOS管的工作温度在安全范围内,以减少发热。

电机驱动MOS管发热的原因主要包括导通和截止过程中的功率损耗、开关速度、电机负载特性和工作温度等因素。

在电机驱动系统设计中,需要合理选择MOS管,控制开关速度,优化电机负载特性,并合理设计散热系统,以减少MOS管的发热,确保系统的稳定性和可靠性。

mos管控制电机驱动电路设计

mos管控制电机驱动电路设计

mos管控制电机驱动电路设计MOS管控制电机驱动电路设计MOS管控制电机驱动电路设计是工业电气领域的一个重要环节。

其主要目的是通过设计合理的电路,实现对电机的驱动控制,从而使得机器能够正常运转,能够适应不同的工作条件,提高其运行的效率和稳定性。

下文将依次介绍该过程的具体步骤。

第一步:明确工作要求在进行MOS管控制电机驱动电路设计之前,需要明确电机的种类和具体的工作要求。

比如,需要确定电机的额定电压和额定功率,需要了解其负载类型和工作环境等情况,以此为基础,才能进行后续的电路设计。

同时,还需要确定驱动电路的控制要求,比如需要实现速度控制、反向控制等功能。

第二步:选取MOS管驱动电路MOS管驱动电路分为多种类型,常用的有单路和双路驱动,需要根据实际情况选取适合的驱动电路。

一般情况下,如果电机功率较小,可以采用单路驱动电路,而大功率电机则需要使用双路驱动电路。

同时,需要考虑驱动电路的可靠性和稳定性等因素。

第三步:设计电路图设计电路图是MOS管控制电机驱动电路设计的核心环节。

在这一步中,需要将选取的MOS管驱动电路与电机连接起来,实现电机的驱动控制。

电路图需要精确明确,符合实际工作要求,在避免冗余的同时,也需要保证电路的可靠性和稳定性。

第四步:制作电路板电路图设计完成之后,需要进行电路板的制作。

制作电路板时需要注意,要保证电路板上的元器件位置准确无误,且对于大功率电机,需要选择耐高温、高电压的元器件。

第五步:电路测试电路制作完成后,需要进行电路测试。

测试时,需要仔细检查各个元器件的连接是否正确,以及是否存在接触不良等因素。

同时,还需要使用相应的工具进行电路的测量,查看电路是否能达到预期的控制效果。

综上所述,MOS管控制电机驱动电路设计需要进行多个步骤的精心设计和实现。

在实际操作中,需要对每个步骤都进行仔细的分析和考虑,避免出现影响驱动效果的问题。

只有经过严谨、逐步的实验和测试,才能完成一个性能稳定、可靠性好的驱动电路的设计与制造。

工作中常用的几个mos管驱动电路

工作中常用的几个mos管驱动电路

工作中常用的几个mos管驱动电路常用的几个MOS管驱动电路MOS管(Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor)是现代电子设备中常用的一种电子器件。

作为一种主要的功率开关元件,MOS管在各种电路中都有广泛的应用。

为了使MOS管能够正常工作,我们通常需要使用驱动电路来提供适当的电压和电流信号。

本文将介绍几种常用的MOS管驱动电路。

1. 单路MOS管驱动电路单路MOS管驱动电路是最简单的一种驱动电路,适用于只需控制一个MOS管的场景。

它由一个信号源、一个驱动芯片和一个MOS管组成。

信号源产生控制信号,驱动芯片将信号放大并转换为合适的电压和电流,然后通过驱动MOS管,从而控制MOS管的导通和截止。

2. H桥驱动电路H桥驱动电路是一种常用于控制直流电机的驱动电路,也可以用于驱动MOS管。

它由四个开关管和一个控制电路组成,能够实现对MOS管的正反转控制。

通过合理的控制开关管的导通和截止,可实现对MOS管的导通和截止,从而控制输出电压和电流的方向和大小。

3. 半桥驱动电路半桥驱动电路是一种常用于驱动高侧和低侧MOS管的驱动电路。

它由一个信号源、一个驱动芯片和两个MOS管组成。

驱动芯片通过适当的控制信号,将合适的电压和电流信号传输到高侧和低侧的MOS 管,从而实现对MOS管的导通和截止控制。

4. 全桥驱动电路全桥驱动电路是一种常用于驱动电机、电动机等设备的驱动电路。

它由两个半桥驱动电路组成,能够实现对两个MOS管的独立控制,从而实现对输出电压和电流的精确控制。

以上是常用的几种MOS管驱动电路。

它们在不同的应用场景中有着各自的优势和特点。

在实际应用中,我们需要根据具体的需求选择合适的驱动电路,并合理设计电路参数,以确保MOS管的正常工作和性能发挥。

总结起来,MOS管驱动电路是现代电子设备中不可或缺的一部分。

通过合理选择和设计驱动电路,可以实现对MOS管的精确控制,从而满足各种应用需求。

关于有感直流无刷电机编程及电机接线的深度剖析

关于有感直流无刷电机编程及电机接线的深度剖析

关于有感直流无刷电机编程的深度剖析有感直流无刷电机的驱动电路是由6个MOS管组成的桥式电路。

编程控制无刷直流电机运行,其最底层的工作就是控制这6个MOS管的两个状态:导通和关断。

首先,6个MOS管,每个MOS管有两种状态,这就相当于一个6位二进制数,这6个MOS所有的状态组合共有2^6=64种。

然而这64种状态组合中,并不是每一个状态组合都符合对直流无刷电机的控制要求,虽然有64种MOS的开断状态组合,但是其中只有6种是符合(是我们要的)控制要求的状态组合。

在对直流无刷电机编程控制时,要求任一时刻有且只能有两个MOS为导通状态:从6个里面取2个,根据组合公式:6*5/2*1=15,即,64种里的15种状态要求出来了,对直流无刷电机编程控制时,还要求任一时刻导通的两个MOS必须在每一个桥臂(即一相)的一上一下的两个MOS,即15种里面还要减去上面3个MOS和下面3个MOS里的有2个MOS导通的状:从3个里面取2个的组合数为:3*2/2*1=3种,上下各3个,所以排除后的MOS 开断状态组合数为:15-3-3=9,然而,对直流无刷电机编程控制时,要求任一时刻导通的2个MOS不能在同一个桥臂(即不能是同一相上的两个MOS同时导通),不然电源VDC 就和GND短路了,这样又经过排除后,剩下的MOS开断状态为:9-3=6种,这6种MOS 的开断状态组合就是控制直流无刷电机最终所要求的,最后以6步(6 STEP)来实现。

先不管这6步怎么实现,每个MOS的导通与关断,就是通过对STM8的GPIO管脚写低、写高来实现,这就是最底层的操作,可以通过定义一个带形参的函数来实现,其中形参只能取ON/OFF,用于判断是将此MOS导通还是关断。

如果是用国际整流公司(现被IFENION,英飞凌收购)的IR2010芯片驱动MOS桥的话,实际上,只需要对3个底下的MOS实现一次性完全的打开与关断(CON1(),CON2(),CON3()),上面的3个MOS是通过STM8的定时器的输出比较功能输出的PWM波来进行非完全一次性打开与关断的(TIM1_SetCompare1 (),TIM1_SetCompare2 (),TIM1_SetCompare3 ()),这就是调速了,如果导通的两个MOS都完全导通(即两个MOS的G极都达到了其在电路里所能获得的最大电压值),那么,电机达到最大速度,如果不是,那么速度就会慢下来,这个G极电压的大小就是通过PWM来控制的,从而实现电机调速。

mos驱动电机 保护电路

mos驱动电机 保护电路

mos驱动电机保护电路MOS驱动电机保护电路是一种重要的电路设计,它能够保护MOS管和电机免受损坏。

在本文中,我们将探讨MOS驱动电机保护电路的原理、设计和应用。

一、MOS管的工作原理MOS管是一种常用的场效应管,它由源极、漏极和栅极组成。

当栅极施加一个正向电压时,会形成一个导通通道,使得源极和漏极之间形成一个低阻抗通路;当栅极施加一个负向电压时,导通通道关闭,源极和漏极之间形成一个高阻抗断路。

二、MOS驱动电机的工作原理MOS驱动电机是一种常用的直流电机驱动器。

它通过PWM信号控制MOS管的导通时间比例来调节输出电压和输出功率。

PWM信号由控制器产生,并经过隔离器、反相器等元件进行处理后送入MOS管栅极。

三、保护电路的必要性在实际应用中,由于各种因素(如过载、短路等),可能会导致MOS 管或者直流电机损坏。

为了避免这种情况发生,需要设计一种保护电路来保护MOS管和直流电机。

四、保护电路的设计1. 过流保护过流保护是一种常用的保护电路。

它通过检测MOS管输出电流是否超过设定值来判断是否存在过载或短路情况。

当输出电流超过设定值时,控制器会立即关闭MOS管,以避免损坏。

2. 过压保护过压保护是一种常用的保护电路。

它通过检测MOS管输出电压是否超过设定值来判断是否存在过载或短路情况。

当输出电压超过设定值时,控制器会立即关闭MOS管,以避免损坏。

3. 瞬态过压保护瞬态过压保护是一种常用的保护电路。

它通过检测MOS管输出端口的瞬态高压信号来判断是否存在瞬态高压情况。

当出现瞬态高压时,控制器会立即关闭MOS管,以避免损坏。

4. 温度保护温度保护是一种常用的保护电路。

它通过检测MOS管温度是否超过设定值来判断是否存在过热情况。

当温度超过设定值时,控制器会立即关闭MOS管,以避免损坏。

五、保护电路的应用保护电路广泛应用于各种直流电机驱动器中,特别是在高功率驱动器中更为重要。

在实际应用中,保护电路的设计需要根据具体的应用场景和需求进行优化和调整。

pwm驱动mos管电路设计

pwm驱动mos管电路设计

pwm驱动mos管电路设计PWM驱动MOS管电路设计PWM(脉冲宽度调制)驱动MOS管电路常用于直流电机、LED灯等场合,可通过控制PWM的占空比来调节输出电压或电流。

以下介绍一种基本的PWM驱动MOS管电路设计。

1. 电源部分:使用直流电源供电,电压根据MOS管和负载的需要而定。

一般使用12V或24V的电源。

2. 控制部分:使用NE555等计时器芯片产生PWM信号。

具体电路图如下:![图片描述](/upload/image_hosting/cjqccp0f.png)控制部分由NE555计时器组成,C1、R1和R2组成了NE555的外部电容电阻网络,控制NE555的输出频率。

通过改变R2的值可以控制频率,从而控制PWM的周期。

同时,R3调节占空比,G1为电平转换芯片,将NE555产生的5V的PWM信号转变成10V或12V的高电平信号,以控制MOS管的开关。

3. 驱动部分:使用IRF540 MOS管作为开关管,输入PWM信号控制MOS管的开关,从而控制负载的输出。

具体电路图如下:![图片描述](/upload/image_hosting/s89pqecb.png)驱动部分由IRF540 MOS管组成,通过观察IRF540的规格书,可知其栅极驱动电压为10V,因此需要将G1输出的10V高电平信号输入到MOS管的栅极,控制开关。

同时,需要在MOS管与负载之间加入一个负载保护二极管D1,避免负载反复拉高或拉低,烧坏MOS管。

注意事项:1. 按照电路图正确连接电路,特别是进行端口连接时,不要使用多余的导线或跳线。

2. 选择合适的MOS管和负载,确认电路功率和电流是否符合计划需求。

3. 采用合适的散热措施,保证MOS管正常工作温度。

以上就是PWM驱动MOS管电路的设计,希望对您有所帮助。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

直流电机驱动课程设计题目:MOS管电机驱动设计摘要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;能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。

本文介绍了直流电机驱动控制装置(H桥驱动)的设计与制作,系统采用分立元件搭建H桥驱动电路,PWM调速信号由单片机提供,信号与H桥驱动电路之间采用光电耦合器隔离,电机的驱动运转控制由PLC可编程逻辑控制器实现。

关键词:直流电动机,H桥驱动,PWM目录一、直流电机概述 (4)二、直流电机驱动控制 (6)三、直流电机驱动硬件设计 (8)四、直流电机驱动软件设计 (9)五、程序代码 (12)六、参考文献 (18)一、概述19世纪70年代前后相继诞生了直流电动机和交流电动机,从此人类社会进入了以电动机为动力设备的时代。

以电动机作为动力机械,为人类社会的发展和进步、工业生产的现代化起到了巨大的推动作用。

在用电系统中,电动机作为主要的动力设备而广泛地应用于工农业生产、国防、科技及社会生活等各个方面。

电动机负荷约占总发电量的70%,成为用电量最多的电气设备。

对电动机的控制可分为简单控制和复杂控制两种。

简单控制对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制。

这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元件来实现。

复杂控制是对电动机的转速、转角、转矩、电压、电流等物理量进行控制,而且有时往往需要非常精确的控制。

以前对电动机的简单控制应用较多,但是,随着现代化步伐的迈进,人们对自动化的需求越来越高,使电动机的复杂控制变成主流,其应用领域极其广泛。

电动机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。

正是这些技术的进步,使电动机控制技术在近二十多年内发生了翻天覆地的变化。

其中电动机控制部分已由模拟控制让位给以单片机为主的微处理器控制,形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统的应用,并向全数字控制系统的方向快速发展。

电动机驱动部分所用的功率器件经历了几次更新换代,目前开关速度更快,控制更容易的全控型功率器件MOSFE和TIGBT成为主流。

功率器件控制条件的变化和微电子技术的应用也使新型的电动机控制方法能够得以实现。

脉宽调制控制方法(PWM和SPWM),变频技术在直流调速和交流调速中获得了广泛的应用。

永磁材料技术的突破与微电子技术的结合又产生了一批新型的电动机,如永磁直流电动机、交流伺服电动机,开关磁阻电动机、超声波电动机、专为变频调速设计的交流电动机等。

直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。

与交流电机相比,直流电动机因结构复杂、维护困难、价格较贵等去诶按制约了它的发展,应用不如交流电机广泛。

但由于直流电动机具有优良的起动、调速和制动性能,因此在工业领域中仍再有一席之地。

二、直流电机驱动控制概述直流电机调速方法通常有机械的、电气的、液压的、气动的几种,仅就机械与电气调速方法而言,也可采用电气与机械配合的方法来实现速度的调节。

电气调速有许多优点,如可简化机械变速机构,提高传动效率,操作简单,易于获得无极调速,便于实现远距离控制和自动控制,因此在生产机械中广泛采用电气方法调速。

由于直流电动机具有极好的运动性能和控制特性,尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易,但是长期以来,直流调速系统一直占据垄断地位。

所以,直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。

在我国许多工业部门,如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动的场合,仍然广泛采用直流调速系统。

而且,直流调速系统在理论上和实践上都比较成熟,从控制技术的角度来看,它又是交流调速系统的基础。

2.1直流电机的工作原理根据电磁学基本知识可知,载流导体在磁场中要受到电磁力的作用。

如果导体在磁场中的长度l,其中流过的电流为i,导体所在处的磁通密度为B,那末导体受到的电磁力的值为式(2-1)F (2-1)Bli如图2-1中N、S极下各根导体所受电磁力的方向,如图中箭头所示。

电磁力对转轴形成顺时针方向的转矩,驱动转子而使其旋转。

由于每个磁极下元件中电流方向不变,故此转矩方向恒定,称为直流电动机的电磁转矩。

如果直流电动机轴上带有负载,它便输出机械能,可见直流电动机是一种将电能够转化成机械能的电气装置。

直流电动机是可逆的,他根据不同的外界条件而处于不同的运行状态。

当外力作用使其旋转,驶入机械能时,电机处于发电机状态,输出电能;当在电刷两端施加电压输入电能时,电机处于电动机状态,带动负载旋转输出机械能。

F图一: 直流电动机工作原理图2.2直流电机的调速特性根据直流电机的结构分析可得到等效的模型,包括电枢绕组及其等效的电阻等。

直流电动机的转速n 和其它参数的关系可用下式来表示:Φ-=C R I U n e aN N (2-2)(2-2)式中:UN 是电枢电压,IN 是电枢电流,Ra 是电枢回路总电阻,Ce 是电势常数,Φ是励磁磁通。

a PNC e 60= (2-3)(2-3)式中:p-磁极对数,N 是导体数,a 是电枢支路数。

K C e =Φ (2-4)(2-4)式中:当电机型号确定后,CeΦ为常数,故式式(2-1)改为K R a I U n N N -= (2-5)在中小功率直流电机中,电枢回路电阻非常小,式(2-5)中INRa 项可省略不计,由此可见,当改变电枢电压时,转速n 随之改变,达到直流电机的调速的目的。

改变直流电机电枢电压,可通过PWM控制的降压斩波器进行斩波调压。

2.3直流电机的几种调速方法根据直流电机的基本原理,由感应电势、电磁转矩以及机械特性方程式可知,直流电动机的调速方法有三种:(1)调节电枢供电电压U。

改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压,从电动机额定转速向下变速,属恒转矩调速方法。

对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,这种方法最好。

变化遇到的时间常数较小,能快速响应,但是需要大容量可调直流电源。

(2)改变电动机主磁通。

改变磁通可以实现无级平滑调速,但只能减弱磁通进行调速(简称弱磁调速),从电机额定转速向上调速,属恒功率调速方法。

变化时间遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多,响应速度较慢,但所需电源容量小。

(3)改变电枢回路电阻。

在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法,设备简单,操作方便。

但是只能进行有级调速,调速平滑性差,机械特性较软;空载时几乎没什么调速作用;还会在调速电阻上消耗大量电能。

改变电阻调速缺点很多,目前很少采用,仅在有些起重机、卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动系统中采用。

弱磁调速范围不大,往往是和调压调速配合使用,在额定转速以上作小范围的升速。

因此,自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主,必要时把调压调速和弱磁调速两种方法配合起来使用。

调节电枢供电电压或者改变励磁磁通,都需要有专门的可控直流电源,常用的可控直流电源有以下三种:(1)旋转变流机组。

用交流电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。

(2)静止可控整流器(简称V-M系统)。

用静止的可控整流器,如汞弧整流器和晶闸管整流装置,产生可调的直流电压。

(3)直流斩波器(脉宽调制变换器)。

用恒定直流电源或不可控整流电源供电,利用直流斩波或脉宽调制的方法产生可调的直流平均电压。

旋转变流系统由交流发电机拖动直流电动机实现变流,由发电机给需要调速的直流电动机供电,调节发电机的励磁电流即可改变其输出电压,从而调节电动机的转速。

改变励磁电流的方向则输出电压的极性和电动机的转向都随着改变,所以G-M系统的可逆运行是很容易实现的。

该系统需要旋转变流机组,至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机,还要一台励磁发电机,设备多、体积大、费用高、效率低、维护不方便等缺点。

且技术落后,因此搁置不用。

三、直流电机驱动硬件设计3.1 主功率电路经过前面的探讨,系统采用脉宽调制法来控制电机的端电压。

构成直流斩波器的开关器件过去用的较多的是普通晶闸管,它们本身没有自关断能力,因而限制了斩波器的性能;目前斩波器大都采用既能控制其导通又能控制其关断的全控型器件,如功率晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、场效应管(MOSFET )、绝缘栅双极晶体管(IGBT )等。

电力晶体管的优点是饱和压降低、载流密度大,但是驱动电流较大。

电力场效应管是用栅极电压来控制漏极电流的,因此它的一个显著特点是驱动电路简单、驱动功率小、开关速度快、工作频率高,但是电力MOSFET的电流容量小、耐压低、导通压降大,适用于小功率电力电子装置。

由于功率场效应晶体管(Power MOSFET)是一种单极型电压控制器件,具有开关速度快、高频特性好、输入阻抗高、驱动功率小、热稳定性优良、无二次击穿问题、安全工作区宽和跨导线性度高等显著特点,因而在各类中小功率开关电路中得到了广泛的应用[17]。

因此本控制系统使用功率MOSFET作为功率开关器件。

功率开关器件的选取非常关键,如果选择的功率管容量、耐压过大,则将大幅增加控制系统的成本;如果功率管的耐压及电流容量偏小,则在工作过程中经常无端出现管子烧毁的现象。

纯硬件原理样机的主功率及其驱动24主功电路根据系统总体设计方案采用DC-AC三相桥式逆变电路,V率电路如图二所示:图二:主功率电路续流二极管 选用快速恢复二极管 ,额定电流为A 3,额定电压为V 40,恢复时间为nS 10。

对输入端和输出端接有感性元件时,如控制接触器的线圈等,则在它们两端并联续流二极管(直流电路)和阻容吸收电路,以抑制电路断开时产生的电弧对功率电路的影响。

RC 吸收回路的R 值越大,线圈两端的电压越高,要考虑线圈的绝缘水平是否工作在安全区;R 的值越小,线圈(内电阻)要承担部分的磁能损耗,且回路总电阻值小,能量损耗就慢,电机去磁就较慢(因为回路电流在断开电源时的大小是一样的),当然,电容器的取值也致关重要,电容器能否吸收线圈中的磁能。

这样分析,电容只是在线圈工作过程中,起隔离直流(能减去吸收回路中R 的损耗)作用,不会减轻线圈的损耗,使用二极管,能隔离R 在线圈工作时的损耗。

电阻和电容参数计算如下:f I C ⨯⨯=-810)5~5.2( (4.1) d f I I 367.0=d I 直流电流值。

由电机电流为 1.8A N I =,24V N U =,15W N P =可以计算F C μ09.0~045.08.110)5~5.2(8=⨯⨯=-(4.2)选用V F 50/1.0μ电容。

电阻的选择:8.1188~4.594/535)4~2(=⨯=f I R选用K 1电阻。

电阻功率选择:2/)10)2(5.1(122R f P P c fv R ⨯⨯⨯⨯=-π (4.3) )0.2~5.1(2U P fv =,c f 为晶闸管或MOSFET 频率。

相关文档
最新文档