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《直流電機(jī)的速度控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告直流電機(jī)的PWM調(diào)速一、概述直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便，調(diào)速范圍廣；過載能力大，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁的快速起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求。電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，是電氣傳動(dòng)發(fā)展的主要方向之一。采用微機(jī)控制后，整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，操作維護(hù)方便，電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速精度可達(dá)到較高水平，靜動(dòng)態(tài)各項(xiàng)指標(biāo)均能較好地滿足工業(yè)生產(chǎn)中高性能電氣傳動(dòng)的要求。由于CPLD/FPGA性能優(yōu)越，具有較佳的性能價(jià)格比，所以在工業(yè)過程及設(shè)備控制中得到日益廣泛的應(yīng)用。P
2、WM調(diào)速系統(tǒng)與可控整流式調(diào)速系統(tǒng)相比有下列優(yōu)點(diǎn)：由于PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率較高，僅靠電樞電感的濾波作用就可獲得平穩(wěn)的直流電流，低速特性好；同樣，由于開關(guān)頻率高，快速響應(yīng)特性好，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)，可以獲得很寬的頻帶；開關(guān)器件只工作在開關(guān)狀態(tài)，主電路損耗小，裝置效率高。二、PWM調(diào)速的原理圖（1）圖（1）是全橋型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，利用的是三極管的電流放大來驅(qū)動(dòng)電機(jī)。從圖上我們可以看到當(dāng)Q4和Q3導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)Q1和Q2導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。設(shè)電機(jī)速度從靜止開始加速，如圖（2）所示，首先Q3，Q4必須維持導(dǎo)通一段時(shí)間，此時(shí)電機(jī)所承受的電壓約為供電電壓U，稱之為強(qiáng)加
3、速。待速度接近目標(biāo)速度時(shí)，加速可以減緩，此時(shí)Q3，Q4和Q1，Q2輪流導(dǎo)通，只是Q3，Q4在一個(gè)周期內(nèi)所導(dǎo)通的時(shí)間ton比Q1，Q2導(dǎo)通的時(shí)間toff長一些，在此稱為弱加速。任何時(shí)刻，電機(jī)所承受的平均電壓UO，表示為UO=U×(ton-toff)(ton+toff)。如果速度已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)，便可以調(diào)整toff和ton的時(shí)間比例使之相等，此時(shí)平均電壓為0，是定速控制。由此可知，平均電壓若為正值時(shí)，是加速控制；負(fù)值時(shí)是減速控制；為零時(shí)即達(dá)到勻速。圖（2）三、程序的設(shè)計(jì)在整個(gè)程序設(shè)計(jì)中，我們可以把他分成幾個(gè)部分1、PWM波形的產(chǎn)生LIBRARYIEEE;USEIEEE
4、.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYPWMISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;U_D,D_D:INSTD_LOGIC;CQ:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));ENDPWM;ARCHITECTUREONEOFPWMISSIGNALCQI:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIFU_D='1'ANDD_D='0'THENIFCQI=255T
5、HENCQI<="11111111";ELSECQI<=CQI+1;ENDIF;ELSIFU_D='0'ANDD_D='1'THENIFCQI=0THENCQI<="00000000";ELSECQI<=CQI-1;ENDIF;ELSECQI<=CQI;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;CQ<=CQI;ENDPROCESS;ENDONE;上述程序中，一個(gè)PWM周期由256個(gè)時(shí)鐘周期clk組成。通過U_D和D_D來改變一個(gè)周期中PWM周期中高低電平的比值，即PWM輸出信號(hào)的占空比。驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的是PWM電流的平均值，PWM輸出信號(hào)的占空比變化，也
6、就改變了直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。U_D表示增加占空比；D_D表示減少占空比。下面四幅仿真圖表示的是四種狀態(tài)：當(dāng)U_D=1，D_D=0時(shí)CQ增加；當(dāng)U_D=0，D_D=1時(shí)CQ減少；當(dāng)U_D=1，D_D=1時(shí)CQ不變；當(dāng)U_D=0，D_D=0時(shí)CQ不變；程序的仿真圖為：圖（3）圖（4）圖（5）圖（6）2、7段譯碼器程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYDECL7SISPORT(A:INSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);LED7S:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0));EN
7、D;ARCHITECTUREoneOFDECL7SISBEGINPROCESS(A)BEGINCASEAISWHEN"0000"=>LED7S<="0111111";WHEN"0001"=>LED7S<="0000110";WHEN"0010"=>LED7S<="1011011";WHEN"0011"=>LED7S<="1001111";WHEN"0100"=>LED7S<="1100110";WHEN"0101"=>LED7S<="1101101";WHEN"0110"=>LED7S<="1111101";WHEN"0111"=>LED7S<="000011
8、1";WHEN"1000"=>LED7
