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基于改进型直接功率控制的三电平PWM整流器的研究

三相PWM整流器控制器设计(精)

三相PWM 整流器控制器设计 PWM 整流器能够实现整流器电网侧的电流为正弦,从而大大降低整流器对电网的谐波污染。PWM 整流器同时能够实现电网侧电流相位的控制,常见的有使得电网侧电流与电源电压同相位,从而实现单位功率因数控制,也可以根据需要使得电网侧电流相位超前或滞后对应的电源相电压,从而实现对电网的功率因数补偿。 三相PWM 整流器主电路和控制系统原理图如图1所示,其中A VR 为直流侧电压外环PI 调节器、ACR_d、ACR_q分别为具有解耦和电源电压补偿功能的dq 轴电流内环PI 调节器,PLL 为电源电压锁相环,SVPWM 为电压空间矢量运算器,Iabc to Idiq、Vabc to ValfaVbeta和Vdq to ValfaVbeta分别为三相静止坐标-两相旋转直角坐标变换、三相静止坐标-两相静止直角坐标变换和两相旋转直角坐标-两相静止直角坐标变换。 图1 基于空间矢量的三相PWM 整流器原理图

根据开关周期平均值概念、三相电压型PWM 整流器开关函数表等,可得到三相电压型PWM 整流器在dq 坐标下微分方程形式和等效电路形式的开关周期平均模型。经过dq 轴电流解耦和电源电压补偿的控制系统结构图如图2所示,其中小写的变量表示该变量的开关周期平均值,大写的变量表示该变量在工作点的值。 v dc d dc q 图2 基于dq 轴电流解耦和电源电压补偿的控制系统结构图 对解耦和电源电压补偿之后的dq 轴等效电路进行工作点附近的小信号分析,即可得到小信号下的传递函数如式(1、(2)和(3)所示,其中L 、R 分别为交流侧的滤波电感及其等效电阻,C 为直流侧滤波电容,Dd 为d 轴在工作点的占空比。 ~ i d (s αd (s ~ i q (s αq (s ~ v dc (s i d (s V dc (1

PWM调速的C语言程序编写(非常简单)

PWM调速的C语言程序编写 关于PWM的原理在上一篇文章中已经说的很详细了,现在就细说一下pwm C语言程序的编写。 C语言中PWM的编写有这么几种方法;一、用普通的I/O 口输出的PWM ,二、使用定时计数器编写,三、就是使用片内PWM了。 1 先说使用普通的I\O口编写PWM程序了。 使用I/O口输出PWM波形你必须首先明白PWM他的实质是:调制占空比,占空比就是波形中高电平的长度与整个波长的比值。我们写C语言的目的是写PWM波形的一个周期。在这个周期内高低电平的比值是可以改变的。这也就符合了PWM的原意脉宽调制。即高电平的宽度的调制。当然了PWM他也可用于改变频率,我们这里只先说他改变脉宽。 一旦我们的C语言程序写完那么他产生的PWM波形的频率就一定了。(也可写频率变化的PWM,难度有点大)一般我们控制使用1K到10K的PWM波进行控制。当然了你也可在要求不是很高的地方使用频率更低的PWM波。比如在飞思卡尔智能车比赛中我们学校使用的PWM波频率只有600HZ. 我们要改变一个PWM波周期内的高电平的宽度显然需要

将一个PWM波的周期分成单片机可以控制的N个小的周期,N的取值越大你的调速等级越高,但产生的PWM频率就越低。我们下面以实现100级调速为例编写PWM程序。 先写出程序再慢慢给大家分析 void pwm (uchar x,uint y) //X 为占空比 Y为函数使用时间 { uint i,j,a,b; for(i=y;i>0;i--) //定时外函数 { for(j=7;j>0;j--) //定时内函数 { for(a=y;a>0;a--) / /PWM波高电平宽度 { PORTA=0X01;

三相电压型PWM整流器及仿真

三相电压型PWM整流器及仿真

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电力电子课程设计课程设计报告 题目:三相电压型PWM整流器与仿真 专业、班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 2015年 1 月 6 日 内容得分 1、三相桥式电路的基本原理(10分) 2、整流电路基本原理(10分) 3、pwm控制的基本原理(10分 4、三相电压型pwm整流电路仿真模型(30分) 5、结果分析(30分) 6、程序文件(10分) 总分

摘要:叙述了建立三相电压型PWM整流器的数学模型。在此基础上,使用功能强大的MATLAB软件进行了仿真,仿真结果证明了方法的可行性。 关键词:整流器;PWM;simulink

目录 一任务书 (1) 1.1 题目 (1) 1.2 设计内容及要求 (1) 1.3 报告要求 (1) 二基础资料 (2) 2.1 三相桥式电路的基本原理 (2) 2.2 整流电路基本原理 (4) 2.3 pwm控制的基本原理 (6) 2.4 PWM整流器的发展现状 (6) 三设计内容 (8) 3.1 仿真模型 (8) 3.2 各个元件参数 (11) 3.3 仿真结果 (13) 3.4 结果分析 (15) 四总结 (15) 五参考文献 (15)

一任务书 1.1 题目 三相电压型PWM整流器仿真 1.2 设计内容及要求 设计三相电压型PWM整流器及其控制电路的主要参数,并使用MATLAB软件搭建其仿真模型并验证。 设计要求(pwm整流器仿真模型参数): (1)交流电源电压600V,60HZ (2)短路电容30MVA (3)外接负载500kVar,1MW (4)变压器变比 600/240V (5)0.05s前,直流负载200kw,直流电压500V,0.05s后,通过断路器并联一个相同大小的电阻。 1.3 报告要求 (1)叙述三相桥式电路的基本原理 (2)叙述整流电路基本原理 (3)叙述pwm控制的基本原理 (4)记录参数(截图) (5)记录仿真结果,分析滤波结果 (6)撰写设计报告 (7)提交程序源文件

PWM电机调速原理及51单片机PWM程序经典

Pwm电机调速原理 对于电机的转速调整,我们是采用脉宽调制(PWM)办法,控制电机的时候,电源并非连续地向电机供电,而是在一个特定的频率下以方波脉冲的形式提供电能。不同占空比的方波信号能对电机起到调速作用,这是因为电机实际上是一个大电感,它有阻碍输入电流和电压突变的能力,因此脉冲输入信号被平均分配到作用时间上,这样,改变在始能端PE2 和PD5 上输入方波的占空比就能改变加在电机两端的电压大小,从而改变了转速。 此电路中用微处理机来实现脉宽调制,通常的方法有两种: (1)用软件方式来实现,即通过执行软件延时循环程序交替改变端口某个二进制位输出逻 辑状态来产生脉宽调制信号,设置不同的延时时间得到不同的占空比。 (2)硬件实验自动产生PWM 信号,不占用CPU 处理的时间。 这就要用到ATMEGA8515L 的在PWM 模式下的计数器1,具体内容可参考相关书籍。 51单片机PWM程序 产生两个PWM,要求两个PWM波形占空都为80/256,两个波形之间要错开,不能同时为高电平!高电平之间相差48/256, PWM这个功能在PIC单片机上就有,但是如果你就要用51单片机的话,也是可以的,但是比较的麻烦.可以用定时器T0来控制频率,定时器T1来控制占空比:大致的的编程思路是这样的:T0定时器中断是让一个I0口输出高电平,在这个定时器T0的中断当中起动定时器T1,而这个T1是让IO口输出低电平,这样改变定时器T0的初值就可以改变频率,改变定时器T1的初值就可以改变占空比。 *程序思路说明: * * * *关于频率和占空比的确定,对于12M晶振,假定PWM输出频率为1KHZ,这样定时中断次数* *设定为C=10,即0.01MS中断一次,则TH0=FF,TL0=F6;由于设定中断时间为0.01ms,这样* *可以设定占空比可从1-100变化。即0.01ms*100=1ms * ******************************************************************************/ #include #define uchar unsigned char /*****************************************************************************

电机PWM控制原理

PWM 电机驱动系统传导干扰机理分析 摘要:针对实际系统将电机系统的交流电源、整流环节、逆变环节、电机作为整体进行分析,为了分析方便将传导干扰分为共模干扰和差模干扰进行研究,分析了PWM电机驱动系统中存在的主要共模和差模干扰通道,由于传导干扰的路径和上下桥臂 IGBT的开通和关断有很大关系,因此分析了 IGBT不同的开关状态下的共模干扰和差模干扰的传播路径,三种不同的仿真结果得出一致的结论说明本文机理分析的正确性。 1.引言 由于PWM技术应用于电机驱动系统中,功率变换器采用MOSFET、IGBT、可关断晶闸管等开关器件。为了得到更好的电机系统控制性能指标,开关器件的工作频率就越来越高,在开关和关断的瞬间产生很大的电压和电流变化率,这就是强电磁干扰(EMI)产生的原因,远远超出了现在电磁兼容标准规定的答应值。产生的电磁干扰主要是以传导的形式进行传播的,机理分析是数学模型建立的基础,因此机理分析对于PWM电机驱动系统传导干扰的研究具有重要意义。 国内外有很多文献在这方面做了一定的研究,文献[1]针对IGBT的高du/dt 给电力电子装置带来的严重共模电磁干扰题目,深进分析了Buck电路的共模干扰。文献[2]以电路理论为基础,建立了单端正激式变换器中,由功率MOSFET的漏极与接地散热器之间寄生电容所形成的输进端共模干扰分析模型。这里就不逐一先容了,本文的机理分析将电机驱动系统作为一个整体来研究,这在文献中很少发现。

2.传导干扰机理分析 下面分三个部分来分析,首先先容所研究的实际系统的主电路,然后分析共模传导干扰的机理,最后分析差模干扰的机理。 2.1 PWM 驱动电机系统主电路 要研究的系统主电路原理图如图1 所示,现简单说明其工作原理。 三相交流电压经三相不可控整流桥整流产生直流电压Ud,经电容C 滤波后仍有微小的脉动,一般可近似以为其值不变。实际上Ud 上具有高频成分,由此产生了二极管上压降的波动。而二极管与散热片之间具有高频寄生电容,形成了共模电流流通的回路。后续章节会对其机理具体分析。直流电压经逆变器逆变后形成等效正弦波驱动感应电动机,逆变器采用正弦波脉宽调制(SPWM)技术。逆变器期看输出的波形为正弦波,以期看的正弦波作为调制波,以频率比调制波高得多的等腰三角波作为载波,当载波和调制波相交时,它们的交点作为逆变器开关

PWM调速程序

PWM调速程序 假设在硬件电路已经连接好后,要控制直流电机的转速可以通过在电机驱动电路的使能端输入一PWM波形。改变PWM波的脉宽(占空比)即可改变加在电机两端的有效电压,从而改变电机的转速。注意,此处的PWM波只是相当于电机供电电路开关的作用:高电平对应接通,低电平对应断开。 对于Atmega 16单片机,这里利用T/C1定时器中断来产生PWM波形。在ICC A VR 编译环境下,利用tool 菜单中的application builder生成一个简单的PWM波程序。这段程序以PA0作为PWM波的输出端口。利用T/C1定时器比较匹配和溢出产生两次中断来改变PA0的输出电平。具体过程为:计数器TCNT1从初始值开始不断计数,当发生比较匹配时,把PA0置为低电平,计数器继续计数,当发生溢出中断时,计数器回到初始设定值,并把PA0置为高电平。从而在PA0端口获得一稳定持续的PWM波形,在主程序中改变比较值,即可改变波形占空比,而频率不变。 //ICC-A VR application builder // Target : M16 // Crystal: 8.0000Mhz #include #include void port_init(void) { PORTA = 0x00; DDRA = 0x01;//set PA0 as PWM wave output port PORTB = 0x00; DDRB = 0x00; PORTC = 0x00; //m103 output only DDRC = 0x00; PORTD = 0x00; DDRD = 0x00; } //note: even if you use the second function of PD4,PD5 as PWM wave output ports, you should //also set port’s direction. //TIMER1 initialize - prescale:256 // WGM: 5) PWM 8bit fast, TOP=0x00FF // desired value: 100Hz // actual value: 122.070Hz (18.1%) //note:there is no particular requirement for the frequency of PWM wave as long as it is not too //low. void timer1_init(void) { TCCR1B = 0x00; //stop //set initial value for counter

根据proteus仿真的pwm电机调速

直流电机调速资料汇总 一. 使用单片机来控制直流电机的变速,一般采用调节电枢电压的方式,通过单片机控制PWM1,PWM2,产生可变的脉冲,这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。 C语言代码: #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit K5=P1^4; sbit K6=P1^5; sbit PWM1=P1^0; sbit PWM2=P1^1; sbit FMQ=P3^6; uchar ZKB1,ZKB2; void delaynms(uint aa) { uchar bb; while(aa--) { for(bb=0;bb<115;bb++) //1ms基准延时程序 { ; } } } void delay500us(void) { int j; for(j=0;j<57;j++) { ; }

} void beep(void) { uchar t; for(t=0;t<100;t++) { delay500us(); FMQ=!FMQ; //产生脉冲 } FMQ=1; //关闭蜂鸣器 delaynms(300); } void main(void) { TR0=0; //关闭定时器0 TMOD=0x01; //定时器0,工作方式1 TH0=(65526-100)/256; TL0=(65526-100)%256; //100us即0.01ms中断一次EA=1; //开总中断 ET0=1; //开定时器0中断 TR0=1; //启动定时器T0 ZKB1=50; //占空比初值设定 ZKB2=50; //占空比初值设定 while(1) { if(!K5) { delaynms(15); //消抖 if(!K5) //确定按键按下 { beep(); ZKB1++; //增加ZKB1 ZKB2=100-ZKB1; //相应的ZKB2就减少 } } if(!K6) { delaynms(15); //消抖 if(!K6) //确定按键按下 { beep();

单片机PWM控制C程序语言

下面介绍一下单片机PWM控制C语言实例,单片机PWM可以应用在许多方面,如电机调速、温度控制、压力控制等。PWM—脉冲宽度调制,是一种周期一定而高低电平可调的方波信号。广泛使用电机调速的项目中,用了S52单片机的T2定时器产生PWM波信号,用于控制直流电机的转速,虽然电机的平均速度与占空比不是严格的线性关系,但是在调节占空比可以明显的看出电机转速发生了改变,也算是满足了课题的要求。下面复习一下PWM的知识吧: PWM—脉冲宽度调制,当输出脉冲的频率一定时,输出脉冲的占空比越大,相对应的输出有效电压越大。PWM可以应用在许多方面,如电机调速、温度控制、压力控制等。T1为脉冲宽度(就是导通时间),周期为T,则输出电压的平均值为U=VCC*T1/T=a*VCC,a是占空比,变化范围为0≤a≤1。VCC 为电源电压。所以当电源电压不变的情况下,输出电压的平均值U取决于占空比a的大小,改变a的大小就可以改变输出电压的平均值,这就是PWM的工作原理。采用T2定时器产生PWM脉冲极其精确,误差只在几个us。 // 单片机PWM控制C语言实例文件名: T2PWM.c // 单片机PWM控制C语言实例功能: 用T2定时器产生PWM波,频率实调1khz // 单片机PWM控制C语言实例说明: 单片机AT89S52,晶振12MHZ; #include "reg52.h" #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit PWM = P1^1; uchar pluse; //占空比寄存器 void Timer2() interrupt 5

PWM调速+循迹--智能小车程序

//T0产生双路PWM信号,L298N为直流电机调速,接L298N时相应的管脚上最好接上10K的上拉电阻。 /* 晶振采用12M,产生的PWM的频率约为100Hz */ #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit en1=P3^4; /* L298的Enable A */ sbit en2=P3^5; /* L298的Enable B */ sbit s1=P1^0; /* L298的Input 1 */ sbit s2=P1^1; /* L298的Input 2 */ sbit s3=P1^3; /* L298的Input 3 */ sbit s4=P1^2; /* L298的Input 4 */ sbit R=P2^0; sbit C=P2^1; sbit L=P2^2; sbit key=P1^4; uchar t=0; /* 中断计数器*/ uchar m1=0; /* 电机1速度值*/ uchar m2=0; /* 电机2速度值*/ uchar tmp1,tmp2; /* 电机当前速度值*/ /* 电机控制函数index-电机号(1,2); speed-电机速度(0-100) */ void motor(uchar index, char speed) { if(speed<=100) { if(index==1) /* 电机1的处理*/ { m1=abs(speed); /* 取速度的绝对值*/ s1=1; s2=0; } if(index==2) /* 电机2的处理*/ { m2=abs(speed); /* 电机2的速度控制*/ s3=1; s4=0; } } } void Back(void)

单片机PWM控制直流电机的速度

用单片机控制直流电机的速度 直流调速器就是调节直流电动机速度的设备,上端和交流电源连接,下端和直流电动机连接,直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源,一路输入给直流电机砺磁(定子),一路输入给直流电机电枢(转子),直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流,调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况,必要时修正电枢电压输出,以此来再次调节电机的转速。 直流电机的调速方案一般有下列3种方式: ?1、改变电枢电压; ?2、改变激磁绕组电压; ?3、改变电枢回路电阻。 使用单片机来控制直流电机的变速,一般采用调节电枢电压的方式,通过单片机控制PWM1,PWM2,产生可变的脉冲,这样电机上的电压也为宽度可变的脉冲电压。根据公式 U=aVCC 其中:U为电枢电压;a为脉冲的占空比(0

电动机的电枢电压受单片机输出脉冲控制,实现了利用脉冲宽度调制技术(PWM)进行直流电机的变速。 因为在H桥电路中,只有PWM1与PWM2电平互为相反时电机才能驱动,也就是PWM1与PWM2同为高电平或同为低电平时,都不能工作,所以上图中的实际脉冲宽度为B, 我们把PWM波的周期定为1ms,占空比分100级可调(每级级差为10%),这样定时器T0每0.01ms产生一次定时中断,每100次后进入下一个PWM波的周期。上图中,占空比是60%,即输出脉冲的为0.6ms,断开脉冲为0.4ms,这样电枢电压为5*60%=3V。 我们讨论的是可以正转反转的,如果只按一个方向转,我们就只要把PWM1置为高电平或低电平,只改变另一个PWM2电平的脉冲变化即可,,如下图(Q4导通,Q3闭合,电机只能顺时针调整转动速度)

PWM控制直流电机(重要资料)

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。

PWM控制舵机 C程序

#include "reg52.h" sbit control_signal=P0^0; sbit turn_left=P3^0; sbit turn_right=P3^1; unsigned char PWM_ON=15 ;//定义高电平时间 /******************************************************************/ /* 延时函数 */ /******************************************************************/ void delay(unsigned int cnt) { while(--cnt); } void display() { if(PWM_ON>=5&&PWM_ON<=7) P1=0xFD; //1灯亮,舵机接近或到达右转极限位置if(PWM_ON>7&&PWM_ON<=10) P1=0xFB; //2灯亮 if(PWM_ON>10&&PWM_ON<=13) P1=0xF7; //3灯亮 if(PWM_ON>13&&PWM_ON<=16) P1=0xEF; //4灯亮,舵机到达中间位置 if(PWM_ON>16&&PWM_ON<=19) P1=0xDF; //5灯亮 if(PWM_ON>19&&PWM_ON<=22) P1=0xBF; //6灯亮 if(PWM_ON>22&&PWM_ON<=25) P1=0x7F; //7灯亮,舵机接近或到达左转极限位置} /******************************************************************/ /* 主函数 */ /******************************************************************/ void main() { //bit Flag; TMOD |=0x01; //定时器设置 0.1ms in 11.0592M crystal TH0=(65536-78)/256; TL0=(65536-78)%256; //定时0.1mS ET0=1;//定时器中断打开 EA=1;//总中断 //IE= 0x82; //打开中断 TR0=1; // PWM_ON=15 //的取值范围是6-25 while(1) { if(turn_left==0) { delay(1000); if(turn_left==0) { while(!turn_left){}

直流电机PWM调速与控制设计报告

综合设计报告 单位:自动化学院 学生姓名: 专业:测控技术与仪器 班级:0820801 学号: 指导老师: 成绩: 设计时间:2011 年12 月 重庆邮电大学自动化学院制

一、题目 直流电机调速与控制系统设计。 二、技术要求 设计直流电机调速与控制系统,要求如下: 1、学习直流电机调速与控制的基本原理; 2、了解直流电机速度脉冲检测原理; 3、利用51单片机和合适的电机驱动芯片设计控制器及速度检测电路; 4、使用C语言编写控制程序,通过实时串口能够完成和上位机的通信; 5、选择合适控制平台,绘制系统的组建结构图,给出完整的设计流程图。 6、要求电机能实现正反转控制; 7、系统具有实时显示电机速度功能; 8、电机的设定速度由电位器输入; 9、电机的速度调节误差应在允许的误差范围内。 三、给定条件 1、《直流电机驱动原理》,《单片机原理及接口技术》等参考资料; 2、电阻、电容等各种分离元件、IC、直流电机、电源等; 3、STC12C5A60S2单片机、LM298以及PC机; 四、设计 1. 确定总体方案; 2. 画出系统结构图; 3. 选择以电机控制芯片和单片机及速度检测电路,设计硬件电路; 4. 设计串口及通信程序,完成和上位机的通信; 5. 画出程序流程图并编写调试代码,完成报告;

直流电机调速与控制 摘要:当今社会,电动机作为最主要的机电能量转换装置,其应用范围已遍及国民经济的各个领域和人们的日常生活。无论是在工农业生产,交通运输,国防,航空航天,医疗卫生,商务和办公设备中,还是在日常生活的家用电器和消费电子产品(如电冰箱,空调,DVD等)中,都大量使用着各种各样的电动机。据资料显示,在所有动力资源中,百分之九十以上来自电动机。同样,我国生产的电能中有百分之六十是用于电动机的。电动机与人的生活息息相关,密不可分。电气时代,电动机的调速控制一般采用模拟法、PID控制等,对电动机的简单控制应用比较多。简单控制是指对电动机进行启动,制动,正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器,光耦、可编程控制器和开关元件来实现。还有一类控制叫复杂控制,是指对电动机的转速,转角,转矩,电压,电流,功率等物理量进行控制。 本电机控制系统基于51内核的单片机设计,采用LM298直流电机驱动器,利用PWM 脉宽调制控制电机,并通过光耦管测速,经单片机I/O口定时采样,最后通过闭环反馈控制系统实现电机转速的精确控制,其中电机的设定速度由电位器经A/D通过输入,系统的状显示与控制由上位机实现。经过设计和调试,本控制系统能实现电机转速较小误差的控制,系统具有上位机显示转速和控制电机开启、停止和正反转等功能。具有一定的实际应用意义。关键字:直流电机、反馈控制、51内核、PWM脉宽调制、LM298 一、系统原理及功能概述 1、系统设计原理 本电机控制系统采用基于51内核的单片机设计,主要用于电机的测速与转速控制,硬件方面设计有可调电源模块,串口电路模块、电机测速模块、速度脉冲信号调理电路模块、直流电机驱动模块等电路;软件方面采用基于C语言的编程语言,能实现系统与上位机的通信,并实时显示电机的转速和控制电机的运行状态,如开启、停止、正反转等。 单片机选用了51升级系列的STC12c5a60s2作为主控制器,该芯片完全兼容之前较低版本的所有51指令,同时它还自带2路PWM控制器、2个定时器、2个串行口支持独立的波特率发生器、3路可编程时钟输出、8路10位AD转换器、一个SPI接口等,

PWM控制电机调速系统

摘要:提出一个基于PWM控制的直流电机控制系统,从硬件电路和软件设计两方面进行系统设计,介绍了调速系统的整体设计思路、硬件电路和控制算法。下位机采用MPC82G516实现硬件PWM的输出,从而控制电机的电枢电压,并显示电机调速结果。上位机采用LABVIEW软件,实现实时跟踪与显示。最后对控制系统进行实验,并对数据进行分析,结果表明该系统调速时间短,稳定性能好,具有较好的控制效果。 随着计算机控制技术的发展,微处理器已经广泛使用于直流传动系统,实现了全数字化控制。电机采用微处理器控制的电压、电流、转矩、转速、转角等,实现全数字直流调速,控制精度、可靠性、稳定性、电机的性能得到提高。目前,PWM 调速成为电机调速的新方式,并凭借开关频率高、低速运行稳定、动态 [1-6][5-6]性能优良、效率高等优点,在电机调速中被普遍运用。但很多文献提到的 PWM 信号,多采用软件 PWM调速,即通过单片机的中断实现,缺点是占系统资源,易受系统中断影响和干扰,造成系统不稳定。本文将针对这一点,设计一种基于硬件 PWM 控制,调速时间更短的电机调速系统,并具有较好的稳定性能。 一、电机控制系统的整体设计 1.1 系统整体设计原理图 系统整体设计如图1所示,主要原理框图包括:LCD显示、按盘输入、测速模块、PWM调速模块四部分。电路原理图如图2所示: 图 1

图2 1.2 PWM信号 PWM信号的产生采用硬件PWM信号,即不采用中断实现PWM信号,而是利用单片机MPC82G516的PCA模式,PCA设置成PWM模式直接产生PWM信号。频率取决于PCA定时器的时钟源,占空比取决于模块捕获寄存器CCAPNL与扩展的第9位ECAPNL的值。由于使用9位比较,输出占空比可以真正实现0%到100%可调,占空比计算公式为: 占空比=1-{ ECAPnH,[CCAPnH]}/256 在电源电压 Ud 不变的情况下,电枢端电压的平均值取决于占空比η的大小。通过改变η的值可以改变电枢端电压的平均值,从而达到调速的目的。 1.3 测速模块 测速模块采用自带霍尔传感器并具有整形功能的直流电机调速板 J1,该模块能实现电机正反转、测速、调速功能,并自带整形芯片,调试效果较好。通过霍尔传感器把测速脉冲信号送单片机 P3.2,由单片机 P1.0送到测速模块第 5 脚,控制电机正反转。PWM 信号由 P1.2 送到测速模块第 3 脚,实现电机的调速。 1.4 I/O接口电路

基于STM32的直流电机PWM调速控制

电动摩托车控制器中的电机PWM调速 电动摩托车控制器中的电机PWM调速 摘要:随着“低碳”社会理念的深入,新型的电动摩托车发展迅速,逐渐成为人们主要的代步工具之一,由于直流无刷电机的种种优点,在电动摩托车中也得到了广泛应用,因此,本文控制部分主要介绍一种基于STM32F103芯片的新型直流无刷电机调速控制系统,这里主要通过PWM技术来进行电机的调速控制,且运行稳定,安全可靠,成本低,具有深远的意义。 1.总体设计概述 1.1 直流无刷电机及工作原理 直流无刷电机(简称BLDCM),由于利用电子换向取代了传统的机械电刷和换向器,使得其电磁性能可靠,结构简单,易于维护,既保持了直流电机的优点又避免了直流电机因电刷而引起的缺陷,因此,被广泛应用。另外,由于直流无刷电机专用控制芯片价格昂贵,本文介绍了一种基于STM32的新型直流无刷电机控制系统,既可降低直流无刷电机的应用成本,又弥补了专用处理器功能单一的缺点,具有重要的现实意义和发展前景。 工作原理:直流无刷电机是同步电机的一种,其转子为永磁体,而定子则为三个按照星形连接方式连接起来的线圈,根据同步电机的原理,如果电子线圈产生一个旋转的磁场,则永磁体的转子也会随着这个磁场转动因此,驱动直流无刷电机的根本是产生旋转的磁场,而这个旋转的磁场可以通过调整A、B、C三相的电流来实现,其需要的电流如图1所示 随着我国经济和文化事业的发展,在很多场合,都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速,诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。 1.2 总体设计方案 总体设计方案的硬件部分详细框图如图1所示。 1

简述基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计

第一章:前言 1.1前言: 直流电机的定义:将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。 近年来,随着科技的进步,直流电机得到了越来越广泛的应用,直流具有优良的调速特性,调速平滑,方便,调速范围广,过载能力强,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无极快速起动、制动和反转,需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求,从而对直流电机提出了较高的要求,改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求,这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。 采取传统的调速系统主要有以下的缺陷:模拟电路容易随时间飘移,会产生一些不必要的热损耗,以及对噪声敏感等。而用PWM技术后,避免上述的缺点,实现了数字式控制模拟信号,可以大幅度减低成本和功耗。并且PWM调速系统开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流,低速特性好;同时,开关频率高,快响应特性好,动态抗干扰能力强,可获很宽的频带;开关元件只需工作在开关状态,主电路损耗小,装置的效率高,具有节约空间、经济好等特点。 随着我国经济和文化事业的发展,在很多场合,都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速,诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。 1.2本设计任务: 任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统 设计的主要内容以及技术参数: 功能主要包括: 1)直流电机的正转; 2)直流电机的反转; 3)直流电机的加速; 4)直流电机的减速; 5)直流电机的转速在数码管上显示; 6)直流电机的启动; 7)直流电机的停止; 第二章:总体设计方案 总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示。

PWM 电机控制介绍

脉冲宽度调制 百科名片 ?? 脉冲宽度调制 脉冲宽度调制(PWM),是英文“Pulse Width Modulation”的缩写,简称脉宽调制,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,广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 目录 简介 基本原理 具体过程 脉冲宽度调制优点 控制方法 1. 等脉宽PWM法 2. 随机PWM 3. SPWM法 4. 等面积法 5. 硬件调制法 6. 软件生成法 7. 自然采样法 8. 规则采样法 9. 低次谐波消去法 10. 梯形波与三角波比较法 11. 线电压控制PWM 12. 马鞍形波与三角波比较法 13. 单元脉宽调制法 14. 电流控制PWM 15. 滞环比较法 16. 三角波比较法 17. 预测电流控制法 18. 空间电压矢量控制PWM 19. 矢量控制PWM 20. 直接转矩控制PWM 21. 非线性控制PWM 22. 谐振软开关PWM 脉冲宽度调制相关应用领域 具体应用 1. 简介 2. PWM软件法控制充电电流 3. PWM在推力调制中的应用 简介 基本原理 具体过程 脉冲宽度调制优点

控制方法 1. 等脉宽PWM法 2. 随机PWM 3. SPWM法 4. 等面积法 5. 硬件调制法 6. 软件生成法 7. 自然采样法 8. 规则采样法 9. 低次谐波消去法 10. 梯形波与三角波比较法 11. 线电压控制PWM 12. 马鞍形波与三角波比较法 13. 单元脉宽调制法 14. 电流控制PWM 15. 滞环比较法 16. 三角波比较法 17. 预测电流控制法 18. 空间电压矢量控制PWM 19. 矢量控制PWM 20. 直接转矩控制PWM 21. 非线性控制PWM 22. 谐振软开关PWM 脉冲宽度调制相关应用领域 具体应用 1. 简介 2. PWM软件法控制充电电流 3. PWM在推力调制中的应用 展开 编辑本段简介 脉冲宽度调制是一种模拟控制方式,其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置,来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变,这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定,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。 PWM控制技术以其控制简单,灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式,也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限,结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。编辑本段基本原理 随着电子技术的发展,出现了多种PWM技术,其中包括:相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等,而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法,它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形,通过改变脉冲列的周期可以调频,改变脉冲的宽度或占空比可以调压,采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。 模拟信号的值可以连续变化,其时间和幅度的分辨率都没有限制。9V电池就是一种模拟

直流电动机PWM控制系统设计

毕业论文毕业设计论文 设计(论文)题目:直流电动机PWM控制系统设计 下达日期:2014 年07 月02 日 开始日期:2014 年09 月9 日 完成日期:2014 年月日 指导教师:高文华 学生专业:电气自动化 班级:自动化1207班 学生姓名:ZHAO 教研室主任:王永康 学院:电气工程

陕西工业职业技术学院毕业设计(论文)任务书 一、设计(论文)内容及要求: (一)设计(论文)内容 本设计采用PWM控制技术,利用斩波原理改变脉冲宽度,改变直流电动机两端的直流平均电压的大小,来实现对直流电动机的速度控制。 (二)要求 1.PWM控制器(或单片机)为核心。 2.运用PWM控制器(单片机)为核心,构建控制系统电路。 3.利用PWM控制器(单片机)、大功率开关器件、隔离电路、驱动芯片等硬件,设计建立直流电动机PWM控制系统,力求实用、简单、经济。 4. 保护电路 二、技术指标: 1、采用速度、电流双闭环控制以提高系统控制精度; 2、输出信号稳定,以此来驱动大功率开关器件; 3、控制信号通过PWM控制器(单片机)对功率开关进行控制,使其满足按要求进行速度调节的要求。 4、电动机额定数据为:10kW、220V、55A、1000r/min,电枢电阻Ra为0.5Ω, C e =0.122V·min/r时间常数:T l =0.02s,T m =0.16s。 5、调速范围D=10。 6、稳态指标:无静差。 7、动态指标:电流超调量不大于5%;转速超调量不大于10%。 三、主要参考资料: 1电机控制专用集成电路谭建成主编机械工业出版社 2电气传动的脉宽调制控制技术吴守箴主编机械工业出版社3电力电子技术王兆安黄俊主编机械工业出版社 4电力拖动自动控制系统陈伯时主编机械工业出版社 5自动控制原理与系统孔凡才主编机械工业出版社 6单片机原理与应用王津主编重庆大学出版社

温控及pwm的程序

ORG 00H LJMP START ORG 100H START: ;;-----初始化 MOV SP,#60H ;;初始化堆栈指针 Set18B20:;;-----DS18B20初始化 ;;DS18B20复位 ACALL Reset JB RFail,LOOP ;;复位失败则直接跳至显示部分 ;;对DS18B20发出Skip ROM命令 MOV A,#0CCH ACALL Write ;;对DS18B20发出温度转换命令 MOV A,#44H ACALL Write SetDisT:MOV DisTime,#3 ;;设置下一个循环体的循环8次 LOOP: ACALL Display ;;显示 JB RFail,Set18B20 ;;DS18B20复位失败时,在显示完一次后重新复位DJNZ DisTime,LOOP JNB DS18B20,$ ;;判断DS18B20是否已完成温度转换 ACALL GetTemp ;;从DS18B20读出温度值 ACALL DealTemp ;;温度值处理 ACALL SendDisDT ;;根据当前系统状态设置显示内容 SJMP SetDisT ;;;;;;; ;;根据当前状态给显示模块设置显示参数 SendDisDT: MOV Dian,#7FH ;;最高位为0代表显示小数点 ;;传送温度值 MOV A,TempH ;;送高位数据 MOV VAR,TempL ;;送低位数据 ACALL TransData RET ;;A中保存高位值,Var中保存低位值 TransData: ;;取个位值 MOV B,#10 DIV AB MOV DisData2,B ;;取十位值 JZ HavNot1 ;;判断商是否为0

PWM整流电路工作原理

PWM整流电路的原理分析 摘要:无论是不控整流电路,还是相控整流电路,功率因数低都是难以克服的缺点.PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路,本文以《电力电子技术》教材为基础,详细分析了单相电压型桥式PWM整流电路的工作原理和四种工作模式。通过对PWM整流电路进行控制,选择适当的工作模式和工作时间间隔,交流侧的电流可以按规定目标变化,使得能量在交流侧和直流侧实现双向流动,且交流侧电流非常接近正弦波,和交流侧电压同相位,可使变流装置获得较高的功率因数。 1 概述 传统的整流电路中,晶闸管相控整流电路的输人电流滞后于电压,其滞后角随着触发角的增大而增大,位移因数也随之降低。同时输人中谐波分量也相当大,因此功率因数很低。而二极管不控整流电路虽然位移因数接近于1,但输人电流中谐波分量很大,功率因数也较低。 PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路,它能在不同程度上解决传统整流电路存在的问题。把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路,就形成了PWM整流电路。通过对PWM整流电路进行控制,使其输人电流非常接近正弦波,且和输人电压同相位,则功率因数近似为1。因此,PWM整流电路也称单位功率因数变流器。 参考文献[1]在第6章“PWM控制技术”中增添了“PWM整流电路及其控制方法”这一部分内容。但在PWM整流电路的工作原理中介绍篇幅较少,只是针对PWM整流电路的运行方式相量图进行分析,没有分析其工作过程。对PWM 整流电路不熟悉的教师在了解这部分内容时普遍感觉吃力。 1 单相电压型桥式PWM整流电路 电压型单相桥式PWM整流电路最早用于交流机车传动系统,为间接式变频电源提供直流中间环节,其电路如图I所示。每个桥臂由一个全控器件和反并联的整流二极管组成。L为交流侧附加的电抗器,在PWM整流电路中是一个重要的元件,起平衡电压、支撑无功功率和储存能量的作用。为简化分析,可以忽略L的电阻。 图 1 电压型单相桥式PWM整流电路 除必须具有输人电感外,PWM整流器的电路结构和PWM逆变电路是相同的。按照

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