《電機(jī)控制》PPT課件

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1、第九章電機(jī)控制一、電機(jī)概述二、直流電機(jī)控制三、步進(jìn)電機(jī)控制一、電機(jī)概述電機(jī)是電能的變換裝置，包括靜止電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)。靜止電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)定律和磁勢(shì)平衡原理實(shí)現(xiàn)電壓變化的一種電磁裝置，也稱其為變壓器。旋轉(zhuǎn)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)換的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。旋轉(zhuǎn)電機(jī)可分為：直流電機(jī)步進(jìn)電機(jī)交流電機(jī)1.1直流電機(jī)的分類分類標(biāo)準(zhǔn)具體類別按其控制性能普通直流電機(jī)；直流伺服電機(jī)。按有無電刷有刷直流電機(jī)；無刷直流電機(jī)。按勵(lì)磁類型永磁直流電機(jī)；勵(lì)磁直流電機(jī)等。普通有刷永磁直流電機(jī)工作原理1.2直流電機(jī)特

2、性圖當(dāng)負(fù)載一定時(shí)，流過直流電機(jī)的平均電流越大，產(chǎn)生的力矩就越大，從而直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速越快；當(dāng)電流一定時(shí)，負(fù)載越大，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速就越慢。步進(jìn)電機(jī)一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行結(jié)構(gòu)；即當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖：步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子為永久磁鐵，線圈繞在定子上。根據(jù)線圈的配置，步進(jìn)電機(jī)的分類：步進(jìn)電機(jī)二、直流電機(jī)的控制對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速和控制，需經(jīng)過直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路實(shí)際上就是大功率的放大器。直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路有線性放大驅(qū)動(dòng)型和開關(guān)驅(qū)動(dòng)型。線性

3、驅(qū)動(dòng)器就是一個(gè)線性功放，線性驅(qū)動(dòng)器的工作原理如下：線性功率驅(qū)動(dòng)工作原理1.1開關(guān)驅(qū)動(dòng)器PWM原理圖開關(guān)驅(qū)動(dòng)是利用大功率晶體管的開關(guān)作用，將恒定的直流電源電壓轉(zhuǎn)換為一定的方波電壓加在電機(jī)電樞上。PWM是直流電機(jī)最重要也是最常用的開關(guān)驅(qū)動(dòng)控制方式。1．PWM（PulseWidthModulation）脈沖調(diào)寬式2．PFM（PulseFrequencyModulation）脈沖調(diào)頻式1.2控制電路--驅(qū)動(dòng)部分直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要分類：T型不可逆驅(qū)動(dòng)器；H型可逆驅(qū)動(dòng)器。H型驅(qū)動(dòng)器原理圖以下電路可靈活控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)

4、和轉(zhuǎn)速控制電路1.3直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康撵`活控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，靈活控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與停止。2．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一開始電機(jī)以最高速度正轉(zhuǎn)，按鍵一次則電機(jī)速度減半，按鍵3次后，電機(jī)停止；繼續(xù)按鍵，電機(jī)反轉(zhuǎn)。3．原理分析用P1.21引腳來控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，并用一個(gè)全局變量保存電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；用P0.21引腳來控制直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)速有2個(gè)等級(jí)。驅(qū)動(dòng)子函數(shù)：ZLDJ_SET（uint8Direction，uint8Speed），控制直流電機(jī)的方向和速度。4.實(shí)驗(yàn)參考程序/************

5、***************************************************************一開始電機(jī)以最高速度正轉(zhuǎn)，按鍵一次則電機(jī)速度減半，按鍵3次后，電機(jī)停止；*繼續(xù)按鍵，電機(jī)反轉(zhuǎn)。**************************************************************************/intmain(void){uint32i;uint8Direction=0,Speed=3;PINSEL1=PINSEL1&0x0FFFFF

6、FF;//設(shè)置P0.30為GPIO功能，輸入IO0DIR=IO0DIR&0xBFFFFFFF;//設(shè)置P0.21為PWM功能，通過控制PWM的占空比從而控制直流電機(jī)的速度PINSEL1=PINSEL1

7、0x00000400;//設(shè)置P1.21為GPIO，輸出。通過控制P1.21的電平從而控制直流電機(jī)的方向IO1DIR=IO1DIR

8、(1<<21);ZLDJ_SET(Direction,Speed);//電機(jī)以最快速度正轉(zhuǎn)while(1){if((IO0PIN&(1<<30))!=0)continue;//如

9、果P0.30是高電平for(i=0;i<5000;i++);//軟件延時(shí),消除干擾if((IO0PIN&(1<<30))!=0)continue;//如果P0.30是高電平if((Speed&0x03)==0)Direction++;Speed--;ZLDJ_SET(Direction&0x01,Speed&0x03);}}三、步進(jìn)電機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)按照電機(jī)結(jié)構(gòu)分為三種：永磁式（PM）、反應(yīng)式（VR）和混合式（HB）。永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度；多半用于價(jià)格低廉的消

10、費(fèi)性產(chǎn)品。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。在歐美等發(fā)達(dá)國家80年代已被淘汰；混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相、三相和五相：兩相步距角一般為1.8度，三相步距角為0.9度，而五相步距角一般為0.72度。混進(jìn)合式步進(jìn)是工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用最常見的電機(jī)。一相驅(qū)動(dòng)1相驅(qū)動(dòng)方式非常簡單，可以方便地控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度。改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率就改變