直流电机PWM控制精品PPT课件
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项目四直流电机调速课件(工信版)(共41张PPT)
18
知识准备
任务二 采用PWM技术实现直流电机调速
19
任务二 采用PWM技术实现直流电机调速
知识准备
一、 PWM调速基本原理 PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)的缩
写，简称脉宽调制。它通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等 效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。脉宽调制是一种对模 拟信号电平进行数字编码的方法，是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，广泛应用在测量、 通信、功率控制与变换等领域中。
3
任务一 直流电机驱动及正反转控制
知识准备
本次任务的目标就是 设计一个基于单片机的直 流电机正反转控制电路， 通过3个按钮实现小型直 流电机(额定电压为1２V) 的正反转及停止控制。
4
任务一 直流电机驱动及正反转控制
知识准备
本次任务的目标就是设计一个基于单片机的直流电机正反 转控制电路，通过3个按钮实现小型直流电机(额定电压为1２V) 的正反转及停止控制。
知识准备
二、 直流电机工作原理 直流电动机的工作原理是基于载流导体在磁场中受力产生
电磁力形成电磁转矩的基本原理。但要获得恒定方向的转矩， 需将其外电路的直流电流变为绕组中的交流电流，即同样需要 机械整流装置。
其中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有 电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组(其中2个 小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设 置的)。
15
任务一 直流电机驱动及正反转控制
任务实施
三、 编译与仿真 将上述源程序在KEIL C中编译并生成HEX文件，在PROTUES
中作原理图仿真。正确的编译结果如图所示。
知识准备
任务二 采用PWM技术实现直流电机调速
19
任务二 采用PWM技术实现直流电机调速
知识准备
一、 PWM调速基本原理 PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)的缩
写，简称脉宽调制。它通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等 效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。脉宽调制是一种对模 拟信号电平进行数字编码的方法，是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，广泛应用在测量、 通信、功率控制与变换等领域中。
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任务一 直流电机驱动及正反转控制
知识准备
本次任务的目标就是 设计一个基于单片机的直 流电机正反转控制电路， 通过3个按钮实现小型直 流电机(额定电压为1２V) 的正反转及停止控制。
4
任务一 直流电机驱动及正反转控制
知识准备
本次任务的目标就是设计一个基于单片机的直流电机正反 转控制电路，通过3个按钮实现小型直流电机(额定电压为1２V) 的正反转及停止控制。
知识准备
二、 直流电机工作原理 直流电动机的工作原理是基于载流导体在磁场中受力产生
电磁力形成电磁转矩的基本原理。但要获得恒定方向的转矩， 需将其外电路的直流电流变为绕组中的交流电流，即同样需要 机械整流装置。
其中，固定部分有磁铁，这里称作主磁极；固定部分还有 电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组(其中2个 小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设 置的)。
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任务一 直流电机驱动及正反转控制
任务实施
三、 编译与仿真 将上述源程序在KEIL C中编译并生成HEX文件，在PROTUES
中作原理图仿真。正确的编译结果如图所示。
《电机控制》PPT课件(2024版)
整理ppt
18
4.实验参考程序
/**************************************************************************
* 控制步进电机快速前进200步，降低速度再前进50步，再次降低速度前进5步，然后停止。
* 停止一段时间后，控制步进电机以相反的步调退回原地。
int
main (void)
{
uint32 i;
uint8 Direction=0,Speed=3;
PINSEL1 = PINSEL1 & 0x0FFFFFFF;
// 设置P0.30为GPIO功能，输入
IO0DIR = IO0DIR & 0xBFFFFFFF;
// 设置P0.21为PWM功能，通过控制PWM的占空比从而控制直流电机的速度
U
U
效t
t
8
1．PWM（Pulse Width Modulation）脉冲调宽式
一个PWM周期
20％占空比 一个PWM周期
50％占空比
2．PFM（Pulse Frequency Modulation）脉冲调频式
1个脉冲
25％占空比 2个脉冲
50％占空比
整理ppt
9
1.2 控制电路--驱动部分
PINSEL1 = PINSEL1 | 0x00000400;
//设置P1.21为GPIO，输出。通过控制P1.21的电平从而控制直流电机的方向
IO1DIR = IO1DIR | (1<<21);
ZLDJ_SET(Direction,Speed);
//电机以最快速度正转
while(1)
《直流电机调速》课件
直流电机调速的分类
直流电机调速可以分为线性调速和PWM调速两种方式。线性调速是通过改变电 机的输入电压或电流来实现调速的，而PWM调速则是通过改变电机输入电压的 占空比来实现调速的。
PWM调速具有更高的调速精度和更小的电机发热量，因此在许多应用中得到了 广泛的应用。
02
直流电机调速的方法
改变电枢电压调速
总结词
通过改变电枢两端的电压，可以调节直流电机的转速。
详细描述
当电枢两端电压增加时，电机转速相应增加；反之，当电压减小时，电机转速 相应降低。这种方法调速范围广，但需要可调直流电源，控制电路相对复杂。
改变励磁电流调速
总结词
通过改变励磁绕组的电流，可以调节 直流电机的磁场强度，进而调节电机 转速。
详细描述
02
直流电机调速是一种常见的电机 调速方式，具有调速范围广、调 速线性度好、动态响应快等优点 。
直流电机调速的原理
直流电机调速的原理基于直流电机的电磁转矩与电枢电流成 正比的特性。通过改变电枢电流的大小，可以改变电机的输 出转矩，从而调节电机的转速。
另外，直流电机还具有电枢反电动势，它与电枢电流的大小 成正比。改变电机的输入电压或电流，可以改变电机的输入 功率，进一步调节电机的转速。
控制复杂度较高
直流电机调速系统的控制算法相对复 杂，需要专业的技术人员进行维护和 调试。
05
直流电机调速的发展趋势
高性能直流电机调速系统的研究
总结词
随着工业自动化水平的提高，对直流电机调 速系统的性能要求也越来越高，高性能直流 电机调速系统的研究成为重要的发展趋势。
详细描述
为了满足高精度、高动态响应的调速需求， 研究者们不断探索新的控制算法和优化策略 ，以提高直流电机调速系统的调节精度、稳 定性和动态响应能力。
变频调速选用课件第三章-PWM控制技术
交流电机调速
通过改变PWM信号的占空比，可以调节交流电机输入电压的有 效值，从而实现电机的调速。
交流电机方向控制
通过改变PWM信号的相位，可以改变电机输入电压的相位，从 而控制电机的旋转方向。
交流电机启动与制动
通过PWM信号的频率和占空比的调节，可以实现电机的平滑启 动、制动和停止。
PWM控制在步进电机控PWM控制原理 • PWM控制器设计 • PWM控制技术在电机控制中的应用 • PWM控制技术的实验与实现
01
PWM控制技术概述
PWM控制技术的定义
PWM（脉宽调制）控制技术是 一种通过调节脉冲宽度来控制输 出电压或电流的数字信号处理技
术。
在PWM控制中，脉冲的宽度被 调制，以产生可变的占空比，进
测试PWM信号
通过示波器等工具，测试PWM信号 的波形是否符合预期。
实现电机控制
将PWM信号接入电机驱动器，通过 调整PWM占空比实现电机的调速控 制。
传感器数据采集
如果实验中涉及到传感器数据采集， 需要编写相应的数据采集程序。
PWM控制技术的实验结果分析
分析PWM波形
通过示波器等工具，分析PWM信号的波形是否稳定、占空比是否 准确。
而控制平均输出电压或电流。
PWM控制技术广泛应用于电机 控制、电源管理、音频处理、通
信等领域。
PWM控制技术的发展历程
1960年代
随着数字信号处理技术的发展 ，PWM控制技术开始出现。
1970年代
随着微电子技术的进步，PWM 控制芯片开始出现，广泛应用 于电机控制领域。
1980年代
随着计算机技术的普及，PWM 控制算法开始被广泛应用于电 源管理、音频处理等领域。
步进电机步进控制
通过改变PWM信号的占空比，可以调节交流电机输入电压的有 效值，从而实现电机的调速。
交流电机方向控制
通过改变PWM信号的相位，可以改变电机输入电压的相位，从 而控制电机的旋转方向。
交流电机启动与制动
通过PWM信号的频率和占空比的调节，可以实现电机的平滑启 动、制动和停止。
PWM控制在步进电机控PWM控制原理 • PWM控制器设计 • PWM控制技术在电机控制中的应用 • PWM控制技术的实验与实现
01
PWM控制技术概述
PWM控制技术的定义
PWM（脉宽调制）控制技术是 一种通过调节脉冲宽度来控制输 出电压或电流的数字信号处理技
术。
在PWM控制中，脉冲的宽度被 调制，以产生可变的占空比，进
测试PWM信号
通过示波器等工具，测试PWM信号 的波形是否符合预期。
实现电机控制
将PWM信号接入电机驱动器，通过 调整PWM占空比实现电机的调速控 制。
传感器数据采集
如果实验中涉及到传感器数据采集， 需要编写相应的数据采集程序。
PWM控制技术的实验结果分析
分析PWM波形
通过示波器等工具，分析PWM信号的波形是否稳定、占空比是否 准确。
而控制平均输出电压或电流。
PWM控制技术广泛应用于电机 控制、电源管理、音频处理、通
信等领域。
PWM控制技术的发展历程
1960年代
随着数字信号处理技术的发展 ，PWM控制技术开始出现。
1970年代
随着微电子技术的进步，PWM 控制芯片开始出现，广泛应用 于电机控制领域。
1980年代
随着计算机技术的普及，PWM 控制算法开始被广泛应用于电 源管理、音频处理等领域。
步进电机步进控制
第2章PWM直流变换电路ppt课件
工作过程：
S开通后，VD处于断态，
W1绕组的电流线性增长， 电感储能增加；
S关断后，W1绕组的电 流被切断，变压器中的
磁场能量通过W2绕组和 VD向输出端释放。
VT导通期间： VT截止期间
iP(to)nU LP intonIPmi n IPmax
i2 ( T S ) N N P 2 I P m a x U L 2 to ff N N P 2 [ U L P in to n I P m in ] U L 2 0 to ff
• 按构成器件：半控型电路、全控型电路
• 按电隔离能力：绝缘型、非绝缘型电路
• 按变换级数：直接变换、间接变换电路
2.1 概述
电力电子电路的分类
• 按控制方式：相控式、频控式、斩控式、 组合式
• 按开关环境：硬开关电路、软开关电路 • 按电能流传方向：单向电路、双向电路 • 按输出电压：高压电路、低压电路 • 按电路构成：基本电路、组合电路
uC
1.求Av
根据伏秒平衡律:
i DT
T
L
(Ud U0)DTU0DPT
UdD(DDp)U0
I u L DT DpT
AV
U0 Ud
D DDP
ud u0
2.2.1 单象限降压斩波电路
电流断续状态（DCM）
2.求Dp
平均电流:
I
U0 L0
DPT
I0 1 2 I (D T D P )T 1 2 I (D D P ) 2 U L 0 0D P T (D D P )
3、电流的波动
IIdmIdMU L0 d DT
IdMId 2 IId2 U L d dD T IdmId 2 IId2 U L d dD T
S开通后，VD处于断态，
W1绕组的电流线性增长， 电感储能增加；
S关断后，W1绕组的电 流被切断，变压器中的
磁场能量通过W2绕组和 VD向输出端释放。
VT导通期间： VT截止期间
iP(to)nU LP intonIPmi n IPmax
i2 ( T S ) N N P 2 I P m a x U L 2 to ff N N P 2 [ U L P in to n I P m in ] U L 2 0 to ff
• 按构成器件：半控型电路、全控型电路
• 按电隔离能力：绝缘型、非绝缘型电路
• 按变换级数：直接变换、间接变换电路
2.1 概述
电力电子电路的分类
• 按控制方式：相控式、频控式、斩控式、 组合式
• 按开关环境：硬开关电路、软开关电路 • 按电能流传方向：单向电路、双向电路 • 按输出电压：高压电路、低压电路 • 按电路构成：基本电路、组合电路
uC
1.求Av
根据伏秒平衡律:
i DT
T
L
(Ud U0)DTU0DPT
UdD(DDp)U0
I u L DT DpT
AV
U0 Ud
D DDP
ud u0
2.2.1 单象限降压斩波电路
电流断续状态（DCM）
2.求Dp
平均电流:
I
U0 L0
DPT
I0 1 2 I (D T D P )T 1 2 I (D D P ) 2 U L 0 0D P T (D D P )
3、电流的波动
IIdmIdMU L0 d DT
IdMId 2 IId2 U L d dD T IdmId 2 IId2 U L d dD T
直流电机调速控制ppt课件
励磁电压 励磁电流 调速范围 静差率
单相180V
直流1A
直流180V
s<10%
13
5、KZD-Ⅱ型直流调速系统的组成框图
14
KZD-Ⅱ型直流调速系统的组成框图及调节过程
15
KZD-Ⅱ型直流调速系统的升级、改造
实际操作过程参考
任务： 1、 分析KZD-II型直流调速系统各单元电路的原理， 检查分析电路设计中的缺陷。 2、在保证原电路功能基础上，提出系统改进意见， 并重新设计系统工作原理图。 3、选择电子、电器元器件并逐步对单元电路进造 试验。 4、对现有的直流调速系统进实际改造、安装与调 试。 5、绘制修改后电路原理图、写出改进电路工作原 理和系统使用说明书。
④电路中反馈信号直接在主电路取样，设备维护和检修 时有安全隐患，建议用光电耦合器隔离取样。
⑤可控整流电路和电机励磁电源有改进空间。 ⑥手动调速旋纽使用时间长了会接触不良，影响系统稳
定，建议用触摸式电压调节器来改进。
17
2、在原电路基础上提出改进意见，并重新绘
制系统原理图。
①用比例调节器代替原来的放大和比 较节。
课题:直流电机调速系统升级、 改造
1、直流电动机基本控制原理简介 2、直流调速控制线路原理简介 3、直流电动机自动调速控制线路的改造。
一个还须研讨的导 向课题
1
引言
直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构 复杂，维修也不便，但由于它的调速性能较好和 起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机 械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直 流电动机驱动。
光电光电耦合器
参考教材 电子技术基础 维修电工 电机与变压器 半导体变流技术 电力电子技术 元器件手册 上21 网
直流电机原理及控制PPT课件
Ts max
1 mf
(1-13)
式中 f — 交流电流频率（Hz）； m — 一周内整流电压的脉冲波数。
Ts 值的选取
在一般情况下，可取其统计平均值 Ts = Tsmax /2， 并认为是常数。
也可按最严重的情况考虑，取Ts = Tsmax 。
各种整流电路的失控时间（f =50Hz）
整流电路形式 单相半波
图1-15 晶闸管触发与整流装置动态结构框图
1.3 直流脉宽调速系统的主要问题
自从全控型电力电子器件问世以后， 就出现了采用脉冲宽度调制（PWM）的高 频开关控制方式形成的脉宽调制变换器直流电动机调速系统，简称直流脉宽调 速系统，即直流PWM调速系统。
1.3.1 PWM变换器的工作状态和电压、 电流波形
ud0为整流电压理 想空载瞬时值 。
R
+
Id
ud0
_
L
+
E
_
图1-7 V-M系统主电路的等效电路图
• 瞬时电压平衡方程
ud0
E
id R
L
did dt
式中
E — 电动机反电动势（V）；
id — 整流电流瞬时值（A）； L — 主电路总电感（H）；
R — 主电路等效电阻（）， R = Rrec + Ra + RL。
进行直流调速系统分析或设计时，须 事先求出这个环节的放大系数和传递函 数。
• 晶闸管触发和整流装置的放大系数的计算
晶闸管触发和整流 装置的放大系数
Ks
U d U c
(1-12)
如果不可能实测特性，
只好根据装置的参数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
估算。
图1-13 晶闸管触发与整流装置的输 入-输出特性和的测定
PWM控制技术课件
➢ 当ur<uc时，给V2和V3导通信号，给V1和V4关断信号 ➢ 如io<0，V2和V3通，如io>0，VD2和VD3通，uo=-Ud ➢ 单相桥式电路既可采取单极性调制，也可采用双极性调制
图7-6 双极性PWM控制方式波形
■
7.2.1 计算法和调制法
广西大学电气学院
电力电子技术
➢ 双极性PWM控制方式（单相桥逆变）
图7-14 三相桥式PWM逆变电 路输出线电压频谱图
■
7.2.6 PWM逆变电路的多重化
广西大学电气学院
电力电子技术
❖ PWM多重化逆变电路，一般目的：提高等效开关频率、
减少开关损耗、减少和载波有关的谐波分量
❖ PWM逆变电路多重化联结方式有变压器方式和电抗器 方式
➢ 利用电抗器联接的二重PWM逆变电路（图7
-20，图 7-21)）
➢ 两个单元的载波信号错开180°
➢ 输出端相对于直 ➢ 流电源中点N’的电压
➢ uUN’=(uU1N’+uU2N’)/2，已 ➢ 变为单极性PWM波
图7-20 二重PWM型逆变电路
■
7.4 PWM整流电路及其控制方法
广西大学电气学院
电力电子技术
➢ 实用的整流电路几乎都是晶闸管整流或二极管整流 ➢ 晶闸管相控整流电路：输入电流滞后于电压，且其中谐波
2ωc、3ωc等及其附近的谐波
■
7.2.4 PWM逆变电路的谐波分析
广西大学电气学院
电力电子技术
➢ 三相的分析结果
➢ 公用载波信号时的情况 ➢ 输出线电压中的谐波角频率为
(6-11)
式中，n=1,3,5,…时，
k=3(2m－1)±1，m=1,2,…；
电力电子技术第七章PWM控制技术PPT课件
法得到PWM波形。
◆脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等
效的PWM波形，也称SPWM（Sinusoidal
PWM）波形。
■PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅
图7-3 用PWM波代替正弦半波
PWM波两种，由直流电源产生的PWM波通常
是等幅PWM波。
■基于等效面积原理，PWM波形还可以等效
3/60
7.2 PWM逆变电路及其控制方法
引言
■PWM（Pulse Width Modulation）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术， 即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）。
■第5章的直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术，第6章中涉及到PWM 控制技术的地方有两处，一处是第6.1节中的斩控式交流调压电路，另一处 是第6.4节矩阵式变频电路。
☞在ur的半个周期内，三角波载 波有正有负，所得的PWM波也是
图7-4 单相桥式PWM逆变电路
有正有负，在ur的一个周期内，输
u
ur uc
出的PWM波只有±Ud两种电平。
☞在ur的正负半周，对各开关器
O
wt 件的控制规律相同。
√当ur>uc时，V1和V4导通，V2
uo
u of
uo
Ud
和V3关断，这时如io>0，则V1和V4 通，如io<0，则VD1和VD4通，不管
☞为了消除偶次谐波，应使波形正负两半周期镜对称，即
u(wt) u(wt )
(7-1)
☞为了消除谐波中的余弦项，简化计算过程，应使波形在正半周期内
前后1/4周期以/2为轴线对称，即
u(wt) u( wt)
(7-2)
☞同时满足式(7-1)和式(7-2)的波形称为四分之一周期对称波形，这种 波形可用傅里叶级数表示为
PWM控制技术介绍讲座-49页PPT精品文档
a1
2Ud
(12cos1
2cos2
2cos3)
a5
2Ud
5
(12c
os51
2cos52
2cos53)
0
a7
2Ud
7
(12c
os71
2cos72
2cos73)
0
回目录
PWM控制技术的实现
特定谐波消除PWM（SHEPWM）的实现
u r1
ur uc
u
O
t
回目录
图 6-18
PWM控制技术的实现
SPWM的改进
u 1
O
改进2：加入电压为
-1 uP
O
-0.5
u p mu irU n ,u r1( V ,u r 1W ) 1 1
u 1
的直流分量降低开关频率
O
-1 uUN'
Ud 2
O
Ud 2
uVN'
O uWN'
O
uUV Ud
PWM调制技术介绍
吴学智
2019年6月26日
目录 PWM控制技术的基本原理 PWM控制技术的实现方式 PWM控制技术的应用实例 总结
回目录
PWM控制技术的基本原理
PWM控制——脉冲宽度调制技术
1、目的：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），实现波形重组
2、应用场合：逆变电路、脉冲整流、矩阵变换器、直 流斩波、斩控式交流调压
+ fT* -
fT
ferr
f/V
Udc
+ i*
ierr
S
u, i
PWM控制原理ppt课件
OO
ωω>>tt
O
ω> t
u
O
ω> t
若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。
7
第一节 PWM控制的基本思想
对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM 波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：
Ud
O
wt
-U d
根据面积等效原理，正弦波还可等效为下图中的PWM 波，而且这种方式在实际应用中更为广泛。
通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的
在信号波的半周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不 固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉 冲也不对称
当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生 的不利影响都较小
当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对
通时，uUV=－Ud，当1和3或4
和6通时，uUV=0。
图6-7 三相桥式PWM型逆变电路20
一. 计算法和调制法 u rU u
u rV
uc
u rW
输电出平线构电成压PWM波由±Ud和0三种
O
u UN'
Ud 2
O
?
Ud 2
负(±载1/相3)电Ud压和P0W共M5种波电由平(±组2成/3)。Ud、
u VN'
2.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波可等效的各种波形
直流斩波电路
直流波形
SPWM波
正弦波形
等效成其他所需波形，如:
20V
0V -20V
0s
5ms
10ms
《PWM控制技术》课件
需求分析
明确控制目标和控制参数，分析 系统的约束条件和性能要求。
系统集成与测试
将PWM控制器与被控对象集成在 一起，进行系统测试和验证，确 保满足设计要求。
PWM控制器设计的实例
01
02
03
直流电机调速系统
采用PWM控制器实现直 流电机的调速控制，通过 调节占空比实现电机转速 的调节。
LED亮度调节
PWM控制技术的应用领域
总结词
PWM控制技术广泛应用于电机控制、电 源管理、照明控制等领域。
VS
详细描述
PWM控制技术在许多领域都有广泛的应 用，其中最常见的是电机控制领域。通过 PWM控制技术，可以精确地调节电机转 速和转矩，实现电机的高效运行。此外， PWM控制技术在电源管理领域也得到了 广泛应用，如开关电源、充电器等。在照 明控制领域，PWM控制技术可以实现 LED灯的亮度调节，提高照明质量和节能 效果。此外，PWM控制技术还应用于音 频信号处理、温度控制等领域。
采用PWM控制器实现LED 亮度的调节，通过调节占 空比实现LED亮度的变化 。
温度控制系统
采用PWM控制器实现温 度的控制，通过调节加热 元件的通断时间实现温度 的调节。
05 PWM控制技术的优缺点
PWM控制技术的优点
高效节能
PWM控制技术可以根据实际需求调 整输出功率，避免了能量的浪费，从 而实现节能。
脉宽调制（Pulse Width Modulation，PWM）：通过调节脉 冲宽度来改变输出电压或电流的大小 。
脉冲密度调制（Pulse Density Modulation，PDM）：通过调节脉 冲密度来改变输出电压或电流的大小 。
频率调制（Pulse Frequency Modulation，PFM）：通过改变脉 冲频率来改变输出电压或电流的大小 。
第七章PWM控制技术.ppt
此时为单脉冲情况,则
基波幅值 : uAB1m 4Ud ,有效值 : uAB1 4Ud sin t
7
右图为不同mf和г 值下的各谐波分量 的变化情况 mf:―频率调制比 mf=T/Tc=fc/f fc: 载波频率 f：调制波频率 右边实线mf=20
8
– mf值较低时，谐波含量仍很高 – mf值较高时，谐波含量有所下降，但对低次谐
次谐波。
输出电压的傅立叶级数表达式可参考《电力 电子技术基础》机械工业出版社 林谓勋
14
电压型逆变电路一览表
项目名称 调频性能
单相半桥逆 变电路
能
单相全桥逆 中心抽头逆 三相全桥逆 单相SPWM逆变电
变电路
变电路
变电路
路
能
能
能
能
调压性能
输出电压基 波幅值（相
电压）
不能 0.637Ud
能
能
能
1.274Ud 1.274Ud 0.637Ud
100Ah*0.1c=以10A放电共可放10小时
20
7.2.4 PWM逆变电路的谐波分析
• 使用载波对正弦信号波调制，会产生和载波有关的谐 波分量
• 谐波频率和幅值是衡量PWM逆变电路性能的重要指标 之一
• 分析以双极性SPWM波形为准 • 同步调制可看成异步调制的特殊情况，只分析异步调
制方式 • 分析方法
十分少见 – 第5章未涉及到PWM控制技术，对逆变电路的介绍不完
整。学完本章才能对逆变电路有较完整的认识
27
第7章
小结
• PWM控制技术用于整流电路
– PWM控制技术用于整流电路即构成PWM整流电路 – 可看成逆变电路中的PWM技术向整流电路的延伸 – PWM整流电路已获得了一些应用，并有良好的应用前景 – PWM整流电路作为对第2章的补充，可使我们对整流电路有
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4）直流电机运行800转停止 5）直流电机上下限速光电报警
直流电机PWM控制
参考原理图如下所示： 1）查询式键盘原理图
2）6位串行静态显示原理图
直流电机PWM控制
3）直流电机控制原理图
PWM基本原理及其实现方法
• PWM基本原理 • PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，
从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的 一种电压调整方法。PwM可以应用在许多方面， 如电机调速、温度控制、压力控制等。 • 在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频 率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期 内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直 流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压 的大小，从而控制电动机的转速。因此，PWM又 被称为“开关驱动装置”。
• 当使能端为高电平时．输人端1N1(IN31为PWM 信号，IN2(IN4)为低电平信号时，电机正转；输 人端INlON3)为低电平信号。IN2(IN4)为PWM信 号时，电机反转；INl(IN3)与]N20rq4)相同时，电 机快速停止。当使能端为低电平时．电动机停止 转动
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
10
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
电枢电压“占空比”与平均电压关系图
电压平均值描述
Vd = Vmax*D 式中，Vd——电机的平均速度； Vmax——电机全通电时的速度(最大)； D = t1/T 由公式(2)可见，当我们改变占空比D = t1/T时，就
可以得到不同的电机平均速度，从而达到调速的 目的。严格地讲，平均速度n与占空比D并不是严 格的线性关系，在一般的应用中，可以将其近似 地看成线性关系。
直流电机PWM控制
直流电机PWM控制
1）设置四个按键控制直流电机，分别是起动、 停止以及加、减速的脉宽控制（注意按键防抖，脉宽 上下边界限制）；
2）电机转动由光电传感器转换为脉冲，该脉冲 的处理（输入至单片机外部中断）；
3）利用串行静态显示转速（定时计数器实现秒 定时，并记录一秒外部中断输入脉冲个数）；
PWM控制波形图
• 由(2)式可知。当电源电压不变的情况下，电枢端 电压Uav取决于占空比的大小．改变n就可以改变 端电压的平均值．从而达到调9C51单片机为控制核心．晶振频率为12MHz 定时计数器T0、Tl作定时器使用．工作在方式2。 定时时问为0．1ms。若PWM波形的频率为 50Hz．占空比为1：l。则R0和R1，载人30H和 31H单元的值初始100．即T=T0*R0+T1·R1．若 在程序中利用按键产生中断调用来改变30H和 31H单元的值就可以改变占空比。
PWM实现方法
PWM信号的产生通常有两种方法：一种是软件的方 法；另一种是硬件的方法。利用单片机对PwM信 号的软件实现方法：
Mcs一51系列典型产品805l具有两个定时器T0和T1。 通过控制定时器初值T0和T1，从而可以实现从 8051的任意输出口输出不同占空比的脉冲波形.
在对直流电动机电枢电压的控制和驱动中．目前广 泛应用的是通过改变电机电枢电压接通时间与通 电周期的比值f占空比)来控制电机的转速。这种方 法称为脉冲宽度调制，即PWM控制。电动机电枢 得到的电压波形如图1所示．电压平均值描述为
直流电机PWM控制
参考原理图如下所示： 1）查询式键盘原理图
2）6位串行静态显示原理图
直流电机PWM控制
3）直流电机控制原理图
PWM基本原理及其实现方法
• PWM基本原理 • PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率，
从而改变负载两端的电压，进而达到控制要求的 一种电压调整方法。PwM可以应用在许多方面， 如电机调速、温度控制、压力控制等。 • 在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频 率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期 内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直 流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压 的大小，从而控制电动机的转速。因此，PWM又 被称为“开关驱动装置”。
• 当使能端为高电平时．输人端1N1(IN31为PWM 信号，IN2(IN4)为低电平信号时，电机正转；输 人端INlON3)为低电平信号。IN2(IN4)为PWM信 号时，电机反转；INl(IN3)与]N20rq4)相同时，电 机快速停止。当使能端为低电平时．电动机停止 转动
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
10
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
电枢电压“占空比”与平均电压关系图
电压平均值描述
Vd = Vmax*D 式中，Vd——电机的平均速度； Vmax——电机全通电时的速度(最大)； D = t1/T 由公式(2)可见，当我们改变占空比D = t1/T时，就
可以得到不同的电机平均速度，从而达到调速的 目的。严格地讲，平均速度n与占空比D并不是严 格的线性关系，在一般的应用中，可以将其近似 地看成线性关系。
直流电机PWM控制
直流电机PWM控制
1）设置四个按键控制直流电机，分别是起动、 停止以及加、减速的脉宽控制（注意按键防抖，脉宽 上下边界限制）；
2）电机转动由光电传感器转换为脉冲，该脉冲 的处理（输入至单片机外部中断）；
3）利用串行静态显示转速（定时计数器实现秒 定时，并记录一秒外部中断输入脉冲个数）；
PWM控制波形图
• 由(2)式可知。当电源电压不变的情况下，电枢端 电压Uav取决于占空比的大小．改变n就可以改变 端电压的平均值．从而达到调9C51单片机为控制核心．晶振频率为12MHz 定时计数器T0、Tl作定时器使用．工作在方式2。 定时时问为0．1ms。若PWM波形的频率为 50Hz．占空比为1：l。则R0和R1，载人30H和 31H单元的值初始100．即T=T0*R0+T1·R1．若 在程序中利用按键产生中断调用来改变30H和 31H单元的值就可以改变占空比。
PWM实现方法
PWM信号的产生通常有两种方法：一种是软件的方 法；另一种是硬件的方法。利用单片机对PwM信 号的软件实现方法：
Mcs一51系列典型产品805l具有两个定时器T0和T1。 通过控制定时器初值T0和T1，从而可以实现从 8051的任意输出口输出不同占空比的脉冲波形.
在对直流电动机电枢电压的控制和驱动中．目前广 泛应用的是通过改变电机电枢电压接通时间与通 电周期的比值f占空比)来控制电机的转速。这种方 法称为脉冲宽度调制，即PWM控制。电动机电枢 得到的电压波形如图1所示．电压平均值描述为