直流电机驱动

直流电机驱动
直流电机驱动

51单片机驱动直流电机

作者:周溪桥2016-3-8 郭天祥老师的51单片机C语言教程中的电机专题一:直流电机原理及应用。因为这部分没有视频教程,且我在天翔电子购买的TX-1C学习板(如图1)没有扩展版,故自己捣鼓了一个ULN2803驱动器(如图2),驱动直流电机(如图3)。用一个电池夹(如图4)代替12V电源。整体如图5。

程序如下,与书上的略有不同(书中前些章节的程序和后面的不是出自同一人之手,后面写的不敢恭维!!)

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

sbit motor=P1^7;

sbit wela=P2^7;

sbit dula=P2^6;

sbit sup=P3^4;

sbit sdown=P3^5;

uchar show_num=1,num=0,up_num=1,down_num=3;

uchar code table[]={

0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71};

void delayms(uint xms)

{

uint i,j;

for(i=xms;i>0;i--)

for(j=110;j>0;j--);

}

void display()

{

dula=1;

P0=table[show_num];

dula=0;

P0=0xff;

wela=1;

P0=0xfe;

wela=0;

delayms(5);

dula=1;

P0=table[0];

dula=0;

P0=0xff;

wela=1;

P0=0xfd;

wela=0;

delayms(5);

dula=1;

P0=table[0];

dula=0;

P0=0xff;

P0=0xfb;

wela=0;

delayms(5);

dula=1;

P0=table[0];

dula=0;

P0=0xff;

wela=1;

P0=0xf7;

wela=0;

delayms(5);

}

void keyscan()

{

if(sup==0)

{

delayms(10);

if(sup==0)

{

if(num<3)

num++;

while(!sup);

}

}

if(sdown==0)

{

delayms(10);

if(sdown==0)

{

if(num>0)

num--;

while(!sdown);

}

}

}

void dispose()

{

switch(num)

{

case 0:

show_num=1;

up_num=1;

down_num=3;

case 1:

show_num=2;

up_num=2;

down_num=2;

break;

case 2:

show_num=3;

up_num=3;

down_num=1;

break;

case 3:

show_num=4;

up_num=4;

down_num=0;

break;

}

}

void drive()

{

uchar i,j;

for(i=0;i

{

motor=0;

display();

}

for(j=0;j

{

motor=1;

display();

}

}

void main()

{

while(1)

{

keyscan();

dispose();

drive();

}

}

无刷直流电机的驱动及控制

无刷直流电机驱动 James P. Johnson, Caterpiller公司 本章的题目是无刷直流电动机及其驱动。无刷直流电动机(BLDC)的运行仿效了有刷并励直流电动机或是永磁直流电动机的运行。通过将原直流电动机的定子、转子内外对调—变成采用包含电枢绕组的交流定子和产生磁场的转子使得该仿效得以可能。正如本章中要进一步讨论的,输入到BLDC定子绕组中的交流电流必须与转子位置同步更变,以便保持磁场定向,或优化定子电流与转子磁通的相互作用,类似于有刷直流电动机中换向器、电刷对绕组的作用。该原理的实际运用只能在开关电子学新发展的今天方可出现。BLDC电机控制是今天世界上发展最快的运动控制技术。可以预见,随着BLDC的优点愈益被大家所熟知且燃油成本持续增加,BLDC必然会进一步广泛运用。 2011-01-30 23.1 BLDC基本原理 在众文献中无刷直流电动机有许多定义。NEMA标准《运动/定位控制电动机和控制》中对“无刷直流电动机”的定义是:“无刷直流电动机是具有永久磁铁转子并具有转轴位置监测来实施电子换向的旋转自同步电机。不论其驱动电子装置是否与电动机集成在一起还是彼此分离,只要满足这一定义均为所指。”

图23.1 无刷直流电机构形 2011-01-31 若干类型的电机和驱动被归类于无刷直流电机,它们包括: 1 永磁同步电机(PMSMs); 2 梯形反电势(back - EMF)表面安装磁铁无刷直流电机; 3 正弦形表面安装磁铁无刷直流电机; 4 内嵌式磁铁无刷直流电机; 5 电机与驱动装置组合式无刷直流电机; 6 轴向磁通无刷直流电机。 图23.1给出了几种较常见的无刷直流电机的构形图。永磁同步电机反电势是正弦形的,其绕组如同其他交流电机一样通常不是满距,或是接近满距的集中式绕组。许多无刷直流电

电机驱动板及说明

L298直流电机/步进电机驱动板【实物图片】 驱动板尺寸:65mmX50mmX30mm 安装尺寸:49.2mmX45mm 孔径:直径3.5mm [主要功能特点] 关键芯片:L298N 双H 桥直流/步进电机驱动芯片 L298N 芯片工作电压:DC 4.5~5.5V。 电机驱动电源电压DC 5--35V。 电源输入正常时有LED 灯指示。 最大输出电流2A(瞬间峰值电流3A),最大输出功率25W。 输出正常时电机运转有LED 灯指示。 具有二极管续流保护。 可单独控制2台直流电机或1台两相4 线(或6 线)步进电机。 可以采用并联接法控制一台高达3A 的直流电机。

可实现电机正反转。 直流电机转速可通过PWM 方式实现调速。 可以给单片机等控制器提供5V电源 接口说明: J1:电机驱动电源输入接口 范围DC 5V—35V。V+接正,GND接地,注意不要接反电源极性。 J2:驱动器和控制端的接口 控制直流电机时IN1、IN2 和ENA 为一组,它们控制的电机A 接在J3 的A+和A-,如果电机A 不调速,则ENA 悬空即可;如果电机A调速,则ENA 接一路PWM 输出口;IN3、IN4 和ENB 为一组,它们控制的电机B 接在J3 的B+和B-,如果电机B 不调速,则ENB 悬空即可;如果电机B 调速,则ENB 接另一路PWM 输出口;控制步进电机时IN1、IN2、IN3和IN4接4根IO 线,A-、A+接步进电机一相;B-、B+接步进电机另一相。ENA、ENB 悬空即可。如果是6线步进电机,可以把两相的公共线一起接在 J1 的V+即可。 J3:输出电机接口 接直流电机时,A+和A-为一路电机;B+和B-为另一路电机。接步进电机时,A+、A-、B+和B-步进电机的4 根相线接口,如果是6线步进电机,可以把两相的公共线一起接在 J1 的V+即可。

直流电机驱动电路设计

应用越来越广泛的直流电机,驱动电路设计 Source:电子元件技术| Publishing Date:2009-03-20 中心论题: ?在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑功能和性能等方面的因素 ?分别介绍几种不同的栅极驱动电路并比较其性能优缺点 ?介绍PWM调速的实现算法及硬件电路 ?介绍步进电机的驱动方案 解决方案: ?根据实际电路情况以及要求仔细选择驱动电路 ?使用循环位移算法及模拟电路实现PWM调速 ?对每个电机的相应时刻设定相应的分频比值,同时用一个变量进行计数可实现步进电机的分频调速 直流电机驱动电路的设计目标 在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点: 功能:电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可,当电机需要双向转动时,可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速,只要使用继电器即可;但如果需要调速,可以使用三极管,场效应管等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。 性能:对于PWM调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。 1。输出电流和电压围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。 2。效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。 3。对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。

4。对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。 5。可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种无源负载,电路都是安全的。 三极管-电阻作栅极驱动 1.输入与电平转换部分: 输入信号线由DATA引入,1脚是地线,其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时,这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时,这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说,相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开,实现“一点接地”。 高速运放KF347(也可以用TL084)的作用是比较器,把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2。7V 基准电压比较,转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压围不能接近负电源电压,否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流,一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。

直流电机驱动电路设计

直流电机驱动电路设计 一、直流电机驱动电路的设计目标 在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点: 1. 功能:电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一个大功率三极管或场效应管或继电 器直接带动电机即可,当电机需要双向转动时,可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。 如果不需要调速,只要使用继电器即可;但如果需要调速,可以使用三极管,场效应管等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。 2. 性能:对于PWM调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。 1)输出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。 2)效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。 3)对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。 4)对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。 5)可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种无源负载,电路都是安全的。 二、三极管-电阻作栅极驱动

1.输入与电平转换部分: 输入信号线由DATA引入,1脚是地线,其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时,这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时,这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说,相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开,实现“一点接地”。 高速运放KF347(也可以用TL084)的作用是比较器,把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较,转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压范围不能接近负电源电压,否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流,一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。 不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放,因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上,压降较大,后面一级的三极管将无法截止。 2.栅极驱动部分: 后面三极管和电阻,稳压管组成的电路进一步放大信号,驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容(大约 1000pF)进行延时,防止H桥上下两臂的场效应管同时导通(“共态导通”)造成电源短路。 当运放输出端为低电平(约为1V至2V,不能完全达到零)时,下面的三极管截止,场效应管导通。上面的三极管导通,场效应管截止,输出为高电平。当运放输出端为高电平(约为VCC-(1V至2V),不能完全达到VCC)时,下面的三极管导通,场效

MOS管驱动直流电机

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

三相直流无刷电机驱动程序

1.检测霍尔传感器的值可以判断出转子的位置,再使能相应的上下桥臂,则能驱动电机运动;若要让电机持续转动,则必须再次检测传感器值及使能相应的上下桥臂。这里采用的是将霍尔传感器输出的三根线相边的IO口配置成外部中断,并且为边沿触发,在中断函数中加入传感器检测与上下桥臂切换程序,如此电机就能持续运转了。 2.上桥臂的控制采用IO口置高低电平来控制上桥臂的通断,下桥臂则使用单片机内部集成的三路PWM波来控制,通过控制PWM波的占空比,可以实现对电机的调速了。实际测得,占空比与电机的速度成正比例关系,在PWM波频率为20KHz时,占空比增加1%,速度增加60rpm,并在占空比为53%时达到额定转速3000rpm(空载)。 3.速度测量则采用如下公式: 电机每转一圈,霍尔值改变6次x5个周期=30次,记录边沿触发的中断次数N/30=电机转过的圈数,设运转时间为t(s)则电机转速v=N/30/t*60 rpm。即动转时间为2s时,霍尔值改变次数即为速度值,单位rpm。 4.调速:给定速度,由电机驱动板自动由当前速度平滑过渡到给定速度。实际测试发现,速度变化量很大时,电机会有突然加速或减速时的冲击;因此,调速应有一个缓冲的过程。即加速或减速应以小步进缓慢增加或减少占空比来让速度渐渐达到最终值。 #include "stm32f10x.h" #include "driver_motor.h" #define PWM_PERIOD_T 400 #define U_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_13 #define U_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_13 #define U_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_8 #define U_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_8 #define V_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_14 #define V_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_14 #define V_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_9 #define V_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_9 #define W_Up_On GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_15 #define W_Up_Off GPIOB->BRR = GPIO_Pin_15 #define W_Dn_On GPIOA->BSRR = GPIO_Pin_10 #define W_Dn_Off GPIOA->BRR = GPIO_Pin_10 #define SU_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_15 #define SV_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_12 #define SW_HOR GPIOA->IDR & GPIO_Pin_11 //u8 Motor_Dir=0; //u8 Motor_EN=0;

较大功率直流电机驱动电路的方案与对策

1 引言 直流电机具有优良的调速特性,调速平滑、方便、调速范围广,过载能力强,可以实现频繁的无级快速启动、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,因此在工业控制领域,直流电机得到了广泛的应用。 许多半导体公司推出了直流电机专用驱动芯片,但这些芯片多数只适合小功率直流电机,对于大功率直流电机的驱动,其集成芯片价格昂贵。基于此,本文详细分析和探讨了较大功率直流电机驱动电路设计中可能出现的各种问题,有针对性设计和实现了一款基于25D60-24A 的直流电机驱动电路。该电路驱动功率大,抗干扰能力强,具有广泛的应用前景。 2 H 桥功率驱动电路的设计 在直流电机中,可以采用GTR 集电极输出型和射极输出性驱动电路实现电机的驱动,但是它们都属于不可逆变速控制,其电流不能反向,无制动能力,也不能反向驱动,电机只能单方向旋转,因此这种驱动电路受到了很大的限制。对于可逆变速控制, H 桥型互补对称式驱动电路使用最为广泛。可逆驱动允许电流反向,可以实现直流电机的四象限运行,有效实现电机的正、反转控制。而电机速度的控制主要有三种,调节电枢电压、减弱励磁磁通、改变电枢回路电阻。三种方法各有优缺点,改变电枢回路电阻只能实现有级调速,减弱磁通虽然能实现平滑调速,但这种方法的调速范围不大,一般都是配合变压调速使用。因此在直流调速系统中,都是以变压调速为主,通过PWM(Pulse Width Mo dulation)信号占空比的调节改变电枢电压的大小,从而实现电机的平滑调速。 2.1 H 桥驱动原理 要控制电机的正反转,需要给电机提供正反向电压,这就需要四路开关去控制电机两个输入端的电压。当开关S1 和S4 闭合时,电流从电机左端流向电机的右端,电机沿一个方向旋转;当开关S2 和S3 闭合时,电流从电机右端流向电机左端,电机沿另一个方向旋转, H 桥驱动原理等效电路图如图1 所示。

直流电机驱动控制电路_NMosfet

1 引言 长期以来,直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。特别随着计算机在控制领域,高开关频率、全控型第二代电力半导体器件(GTR、GTO、MOSFET、IGBT等)的发展,以及脉宽调制(PWM)直流调速技术的应用,直流电机得到广泛应用。为适应小型直流电机的使用需求,各半导体厂商推出了直流电机控制专用集成电路,构成基于微处理器控制的直流电机伺服系统。但是,专用集成电路构成的直流电机驱动器的输出功率有限,不适合大功率直流电机驱动需求。因此采用N沟道增强型场效应管构建H桥,实现大功率直流电机驱动控制。该驱动电路能够满足各种类型直流电机需求,并具有快速、精确、高效、低功耗等特点,可直接与微处理器接口,可应用PWM技术实现直流电机调速控制。 2 直流电机驱动控制电路总体结构 直流电机驱动控制电路分为光电隔离电路、电机驱动逻辑电路、驱动信号放大电路、电荷泵电路、H桥功率驱动电路等四部分,其电路框图如图一 由图可以看出,电机驱动控制电路的外围接口简单。其主要控制信号有电机运转方向信号Dir电机调速信号PWM及电机制动信号Brake,Vcc为驱动逻辑电路部分提供电源,Vm为电机电源电压,M+、M-为直流电机接口。 在大功率驱动系统中,将驱动回路与控制回路电气隔离,减少驱动控制电路对外部控制电路的干扰。隔离后的控制信号经电机驱动逻辑电路产生电机逻辑控制信号,分别控制H桥的上下臂。由于H桥由大功率N沟道增强型场效应管构成,不能由电机逻辑控制信号直接驱动,必须经驱动信号放大电路和电荷泵电路对控制信号进行放大,然后驱动H桥功率驱动电路来驱动直流电机。 3 H桥功率驱动原理 直流电机驱动使用最广泛的就是H型全桥式电路,这种驱动电路方便地实现直流电机的四象限运行,分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。H桥功率驱动原理图如图2所示。

有刷直流马达驱动电路

有刷直流马达驱动电路MX612 有刷直流马达驱动电路 MX612 概述 该产品为电池供电的玩具、低压或者电池供电的运动控制应用提供了一种集成的有刷直流马达驱动解决方案。电路内部集成了采用N沟和P沟功率MOSFET设计的H桥驱动电路,适合于驱动有刷直流马达或者驱动步进马达的一个绕组。该电路具备较宽的工作电压范围(从2V到10V),最大持续输出电流达到1.2A,最大峰值输出电流达到2.5A。 该驱动电路内置过热保护电路。通过驱动电路的负载电流远大于电路的最大持续电流时,受封装散热能力限制,电路内部芯片的结温将会迅速升高,一旦超过设定值(典型值150℃),内部电路将立即关断输出功率管,切断负载电流,避免温度持续升高造成塑料封装冒烟、起火等安全隐患。内置的温度迟滞电路,确保电路恢复到安全温度后,才允许重新对电路进行控制。 特性 ●低待机电流(小于0.1uA); ●低静态工作电流; ●集成的H桥驱动电路; ●内置防共态导通电路; ●低导通内阻的功率MOSFET管; ●内置带迟滞效应的过热保护电路(TSD); ●抗静电等级:3KV (HBM)。 典型应用 ● 2-6节AA/AAA干电池供电的玩具马达驱动; ● 2-6节镍-氢/镍-镉充电电池供电的玩具马达驱动; ● 1-2节锂电池供电的马达驱动

引脚排列 引脚定义 功能框图

注:D A JA T A表示电路工作的环境温度,θJA为封装的热阻。150℃表示电路的最高工作结温。 (2)、电路功耗的计算方法: P =I2*R 其中P为电路功耗,I为持续输出电流,R为电路的导通内阻。电路功耗P必须小于最大功耗P D (3)、人体模型,100pF电容通过1.5KΩ 电阻放电。 注:(1)、逻辑控制电源VCC与功率电源VDD内部完全独立,可分别供电。当逻辑控制电源VCC掉电之后,电路将进入待机模式。 (2)、持续输出电流测试条件为:电路贴装在PCB上测试,SOP8封装的测试PCB板尺寸为25mm*15mm。

MOS管驱动直流电机要点

直流电机驱动课程设计 题目:MOS I电机驱动设计 Word专业资料

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..................................................... 1..2 六、参考文献..................................................... 1..8

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

直流电机的H型驱动

电动小车的电机驱动及控制探讨 一个电动小车整体的运行性能,首先取决于它的电池系统和电机驱动系统。电动小车的驱动系统一般由控制器、功率变换器及电动机三个主要部分组成。电动小车的驱动不但要求电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性,而且电机的转矩-转速特性受电源功率的影响,这就要求驱动具有尽可能宽的高效率区。我们所使用的电机一般为直流电机,主要用到永磁直流电机、伺服电机及步进电机三种。直流电机的控制很简单,性能出众,直流电源也容易实现。本文即主要介绍这种直流电机的驱动及控制。 1.H 型桥式驱动电路 直流电机驱动电路使用最广泛的就是H型全桥式电路,这种驱动电路可以很方便实现直流电机的四象限运行,分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。它的基本原理图如图1所示。 全桥式驱动电路的4只开关管都工作在斩波状态,S1、S2为一组,S3、S4 为另一组,两组的状态互补,一组导通则另一组必须关断。当S1、S2导通时,S3、 S4关断,电机两端加正向电压,可以实现电机的正转或反转制动;当S3、S4导通时,S1、S2关断,电机两端为反向电压,电机反转或正转制动。

在小车动作的过程中,我们要不断地使电机在四个象限之间切换,即在正转和反转之间切换,也就是在S1、S2导通且S3、S4关断,到S1、S2关断且S3、 S4导通,这两种状态之间转换。在这种情况下,理论上要求两组控制信号完全互补,但是,由于实际的开关器件都存在开通和关断时间,绝对的互补控制逻辑必然导致上下桥臂直通短路,比如在上桥臂关断的过程中,下桥臂导通了。这个过程可用图2说明。 因此,为了避免直通短路且保证各个开关管动作之间的协同性和同步性,两组控制信号在理论上要求互为倒相的逻辑关系,而实际上却必须相差一个足够的死区时间,这个矫正过程既可以通过硬件实现,即在上下桥臂的两组控制信号之间增加延时,也可以通过软件实现(具体方法参看后文)。 驱动电流不仅可以通过主开关管流通,而且还可以通过续流二极管流通。当电机处于制动状态时,电机便工作在发电状态,转子电流必须通过续流二极管流通,否则电机就会发热,严重时烧毁。 开关管的选择对驱动电路的影响很大,开关管的选择宜遵循以下原则: (1)由于驱动电路是功率输出,要求开关管输出功率较大; (2)开关管的开通和关断时间应尽可能小;

无刷直流电机驱动器说明书

无刷驱动器DBLS-02 一概述: 本控制驱动器为闭环速度型控制器,采用最近型IGBT和MOS功率器,利用直流无刷电机的霍尔信号进行倍频后进行闭环速度控制,控制环节设有PID速度调节器,系统控制稳定可靠,尤其是在低速下总能达到最大转矩,速度控制范围150~10000rpm。 二产品特征: 1、PID速度、电流双环调节器 2、高性能低价格 3、20KHZ斩波频率 4、电气刹车功能,使电机反应迅速 5、过载倍数大于2,在低速下转矩总能达到最大 6、具有过压、欠压、过流、过温、霍尔信号非法等故障报警功能 三电气指标 标准输入电压:24VDC~48VDC,最大电压不超过60VDC。最大输入过载保护电流:15A、30A两款连续输出电流:15A 加速时间常数出厂值:秒其他可定制 四端子接口说明: 1、电源输入端: 引角序号引角名中文定义 1V+直流+24~48VDC输入 2GND GND输入 引角序号引角名中文定义 1MA电机A相 2MB电机B相

3MC电机C相 4GND地线 5HA霍尔信号A相输入端 6HB霍尔信号B相输入端 7HC霍尔信号C相输入端 8+5V霍尔信号的电源线 G ND:信号地F/R:正、反转控制,接GND反转,不接正转,正反转切换时,应先关断EN E N:使能控制:EN接地,电机转(联机状态),EN不接,电机不转(脱机状态)B K:刹车控制:当不接地正常工作,当接地时,电机电气刹车,当负载惯量较大时,应采用脉宽信号方式,通过调整脉宽幅值来控制刹车效果。S V ADJ:外部速度衰减:可以衰减从0~100%,当外部速度指令接时,通过该电位器可以调速试机P G:电机速度脉冲输出:当极对数为P时,每转输出6P个脉冲(OC门输入)A LM:报警输出:当电路处于报警状态时,输出低电平(OC门输出)+5V:调速电压输出,可用电位器在SV和GND形成连续可调内置电位器:调节电机速度增益,可以从0~100%范围内调速。 五驱动器与无刷电机接线图 六机械安装:

直流电机驱动

电子系统设计报告 课题名称直流电动机驱动 专业电子信息工程技术 班级 学号 姓名 指导教师

目录 第1章设计题目与要求 (1) 第2章设计方案 (1) 2.1 设计方案 (1) 2.2 方案选择 (2) 2.3 系统框图 (2) 第3章硬件设计 (3) 3.1 总体硬件设计 (4) 3.2 晶体振荡器电路 (4) 3.3 复位电路 (4) 3.4 按键输入电路 (5) 3.5 显示电路 (6) 3.6 电机驱动电路 (6) 3.7 电机模块 (7) 第4章图形界面设计 (1) 4.1 图形界面设计 (1) 第5章软件设计 (1) 5.1 程序流程图 (1) 第6章制作与调试 (3) 6.1 硬件调试 (3) 6.2 程序调试 (3) 6.3 心得体会 (4) 参考文献 (5)

第1章设计题目与要求 设计题目:直流电机驱动。 设计要求: 1.设计直流电机驱动。 2.设计液晶屏(LCD1602)显示电路和独立键盘输入电路。 3.能准确显示电机状态及转速。 4.能通过按键控制电机状态及转速。 第2章设计方案 2.1设计方案 方案一:单片机的四组并行口(P0、P1、P2、P3)在复位时是高电平,那么在设计按键接口时可以设计为低电平有效。当低电平时判断按键被按下去,执行相关的操作。 按键按下去会存在抖动现象。如果对按键进行计数,会发现虽然只按下去一次,所计的数却不一致。这样会导致错误的操作。为了响应准确,采用外接高电平的方法。 显示模块采用LCD1602液晶屏,使用单片机的P0口。P0比较特殊,需要外接上拉电阻才能正常进行输出。考虑到简化仿真图的设计,故使用P0口作为LCD1602液晶屏是数据端口。 由于需要对电机进行测速和状态测,P3存在一些特殊寄存器可以使用,故保留P3口。其它接口均接在除P3口以外的接口。 直流电机的转速与正向电流持续时间成正比,使用PWM方式产生脉冲,电机转速进行调节。具体如何产生则使用定时器T0产生中断。 测速则使用T1定时器、外中断INT1组合测量。通过外中断INT1的负跳变来开启T1计时器,通过测量两次负脉冲的时间间隔即可得到转速(电机转动一圈发出一定时长的高电平)。 通过内部编程完成测量,不需要外中断0、1的参与,采用这样的测量方式

直流无刷电机及驱动器介绍

Wl AF17>深圳市艾而特工业自动化设备有限公司 X A A I AND ENGHSJ BERING CO . , LTD 技术部 直流无刷电机及驱动器介绍 ---培训讲义 编制/整理:徐兴强 日期:2010-5-5

一、 产品技术特点 1) 既具有AC 电机的优点:结构简单,运行可靠,维护方便等; 2) 又具有DC 电机的优点:调速性能好,运行效率高,无励磁损耗等; 3) 同时,与DC 有刷电机比较:无接触磨损,无火花,低噪音,无辐射干扰等; 4) 再有,与伺服电机比较:控制/驱动原理较简单,可灵活多变,且成本较低;有较 高的 成套性价比,实用性很强。 主要缺陷:低速启动时,有轻微震动;但不会失步(比较于步进电机 )。 二、 主要应用方面 1) 在精密电子设备和器械中的应用 女口:电脑硬盘的主轴驱动,激光打印机,复印机,医疗器械,卫星太阳能帆板驱 动,医疗监控设备等。 2) 在家用电器中的应用 女口:空调器、洗衣机、电热器、吸尘器、电风扇、搅拌机等。 3) 在电瓶车/牵引机中的应用 ->电瓶车 滑板车搬运车 高尔夫球车冥车 城市无轨电车 轻軌电车(捷运系统车辆) 机场旅客运输车辆 飞机奎引车 铁路碌矿机车拖动 4)在工业系统中的应用 如:工业缝纫机、纺织印花机、等等; 电动轮椅休闲车 观光车蹦蹦车 电动自行车蓿扫车 电动摩托车电瓶船观光船 电动三轮车飞艇

5)在军事工业和航空航天中的应用 三、特殊功能与性能分析 #典型特性曲线,如下: 图1-1电机启动电流、转速曲銭 图2-3屯机转途变化曲线 ##由以上特性曲线可知: 1) 电机的最大转矩为启动和堵转时的转矩; 2) 在同一转速下,改变供电电压,可以改变电机的输出转矩; 3) 在相同转矩时,改变供电电压,可以改变电机的转速。 即:在驱动电路中,通过 PWM 方式改变供电电压的平均值,在保证转矩不变的情况下,可以实现对电机 的平稳调速。 ###BLDC 与AC 交流感应式电机相比,具有如下优点: 1) 转子采用永磁体,无需激励电流。故,同样的电功率,可以获得更大的机械功率; 2) 转子无铜损,无铁损,发热更小; 3) 启动、堵转时力矩大,更适合于阀门打开、关闭瞬间需要力矩大的场合; 4) 电机的输出力矩与工作电压、电流成正比,从而可以简化力矩的检测电路,并更加可靠; 5) 利用PWM 调制方式改变供电电压的平均值,可以实现平稳调速,使调速、驱动功率电路更加简单,综 合成本 降低; S 1-2 流电枫忱械待性曲铁

直流电机驱动电路设计的一些知识

一、直流电机驱动电路的设计目标 在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点: 1.功能:电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可,当电机需要双向转动 时,可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。 如果不需要调速,只要使用继电器即可;但如果需要调速,可以使用三极管, 场效应管等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。 2.性能:对于PWM调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。 1)输出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。 2)效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或推挽电路可能出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。 3)对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。 4)对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。 5)可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种无源负载,电路都是安全的。 二、三极管-电阻作栅极驱动 1.输入与电平转换部分: 输入信号线由DA TA引入,1脚是地线,其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时,这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时,这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说,相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开,实现“一点接地”。 高速运放KF347(也可以用TL084)的作用是比较器,把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较,转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压范围不能接近负电源电压,否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流,一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。 不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放,因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上,压降较大,后面一级的三极管将无法截止。 2.栅极驱动部分: 后面三极管和电阻,稳压管组成的电路进一步放大信号,驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容(大约1000pF)进行延时,防止H桥上下两臂的场效应管同时导通(“共态导通”)造成电源短路。 当运放输出端为低电平(约为1V至2V,不能完全达到零)时,下面的三极管截止,场效

直流电机伺服驱动器使用说明

直流电机伺服驱动器使用说明 一.概况 ED系列直流电动机伺服驱动器是针对本公司生产的空心杯系列直流电动机、无刷电动机开发设计的控制器,可对电动机的各种运动功能进行精确的控制,电路采用MOTOROLA公司生产的直流电动机伺服控制芯片,IR公司的MOSFET管做功率驱动组成H桥驱动级,集成度高,体积小,功率密度大,工作稳定可靠,功能齐全,是电机驱动器的最佳选择。可与E-Drive系列的直流电机、无刷电机等产品配套使用,能为您提供电机运动灵活控制方面完整的解决方案。二.功能特点简介 1. 方便灵活的转速调整及开环闭环的转速控制 2. 灵活的转向控制与设定 3. 方便的使能控制 4. 瞬间的刹车制动控制 5. 设有LED工作状态指示 6. 能实现多种控制功能的用户控制接口 7. 设有编码器信号接口,用户利用外部微处理器能对电机的运动状态及运动位置等进行灵活控制 8. 体积小,功率密度大 9. 设有多重保护电路使工作稳定可靠 10.电路能在瞬间吸收电机因制动及换向造成的冲击电流和反冲电压三.产品电气参数 型号:ED-Y1030A1 输入电源电压:18V-30V 直流纹波≤5%最高输出电压:28V 脉动最大负载电流:8A 连续过载保护电流:≥10A 最大吸收反冲电流:40A 最大驱动功率:200W 连续外部调速控制输入电压:0—5V 控制接口电平:高电平≥4.5V,低电平≤0.8V 最大效率:90% 环境温度:-20℃~+40℃,最大温升30℃ 四、转速控制电压与输出量关系图: 五、外形结构尺寸 长宽高=76*53*28(mm)安装脚尺寸=76*73(mm)安装孔:63*68(mm)外形结构图:

无刷直流电机驱动器 样本.pdf

◆ 单电源DC300V ◆ PWM脉宽调速 ◆最大驱动电流:20A /相 ◆采用智能IGBT模块 ◆ 8KHz斩波频率 ◆输入/出信号采用光电隔离 ◆ 提供外部I/O用的隔离12V电源 ◆ 具有模拟调速模式和内部速度模式 ◆ 加减速时间可设置 ◆正/反转控制 ◆启/停控制 ◆ 欠压、过压、过流、过热保护 ◆ 采用速度闭环驱动,具有低速运行平稳、 力矩大、噪音低的特点 ◆ 有制动功能 ◆内置RS232接口,支持MODBUS通讯协议◆开放式结构,低成本

表1 电气特性 说 明 最小值典型值最大值单位 电源电压(直流)200 300 400 V 输出相电流 20 A 逻辑输入电平 (*) 共阳极,并提供阳极电源12V 绝缘电阻 500 M Ω 绝缘强度 1 KV ,1 分钟 表2 使用环境及参数 冷却方式 自然冷却 场合 避免粉尘、油雾及腐蚀性气体,通风良好 温度 0℃~+40℃ 使用环境 湿度 40~90% PH 外形尺寸 重量 接线说明 控制连接器座(J1) +12V 内置隔离电源负极调速信号输入 速率信号输出 正/反转控制信号端子 启/停控制信号端子 +12V 内置隔离电源正极 L1-Speed Fout Dir Start L1+ 图1 控制信号连接器座

传感器连接器座(J2) 内置传感器电源负极传感器Sa 信号输入 传感器Sb 信号输入 传感器Sc 信号输入 内置传感器电源负极 L2+Sa Sb Sc L2- 图2 传感器接线连接座 电机连接器座(J3) U V W 接电机的三相绕组 FG 1 4 图3 电机接线连接器座 供电电源连接器座(J4) HV+ HV- AUX+主回路直流电源输入…..DC300V[-15~+10%] 控制回路直流电源输入正极 DC300V 1 3 图4 供电回路连接器座 电机、驱动器、电源板的连接: 电机电源线 驱动器端子 电源 电源板 红 U 黄 V 220VAC 220VAC 蓝 W FG FG J1 电机信号线 驱动器端子 驱动器端子 电源板 绿 L2+ *L2+ 12V 红 Sa *L2- 0 *J2 黄 Sb HV+ HV+ 蓝 Sc HV- HV- 黑 L2- AUX+ HV+ J3 注:如果电源板的J2没有引出线,则L2+,L2-不用接入电源。

直流电机的驱动

直流电机驱动电路设计 时间:2007-04-23 来源: 作者: 点击:32646 字体大小:【大中小】 一、直流电机驱动电路的设计目标 在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑一下几点: 1.功能:电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一 个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可,当电机需要双向转动时, 可以使用由4个功率元件组成的H桥电路或者使用一个双刀双掷的继电器。如果不需要调速,只要使用继电器即可;但如果需要调速,可以使用三极管,场效应管等 开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。 2.性能:对于PWM调速的电机驱动电路,主要有以下性能指标。 1)输出电流和电压范围,它决定着电路能驱动多大功率的电机。 2)效率,高的效率不仅意味着节省电源,也会减少驱动电路的发热。要提高电路的效率,可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(H桥或推挽电路可能 出现的一个问题,即两个功率器件同时导通使电源短路)入手。 3)对控制输入端的影响。功率电路对其输入端应有良好的信号隔离,防止有高电压大电流进入主控电路,这可以用高的输入阻抗或者光电耦合器实现隔离。 4)对电源的影响。共态导通可以引起电源电压的瞬间下降造成高频电源污染;大的电流可能导致地线电位浮动。 5)可靠性。电机驱动电路应该尽可能做到,无论加上何种控制信号,何种无源负载,电路都是安全的。 二、三极管-电阻作栅极驱动

1.输入与电平转换部分: 输入信号线由DATA引入,1脚是地线,其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时,这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时,这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说,相当于把驱动板的地线与单片机的地线隔开,实现“一点接地”。 高速运放KF347(也可以用TL084)的作用是比较器,把输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V基准电压比较,转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压范围不能接近负电源电压,否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流,一个用来在输入悬空时把输入端拉到低电平。不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放,因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上,压降较大,后面一级的三极管将无法截止。 2.栅极驱动部分: 后面三极管和电阻,稳压管组成的电路进一步放大信号,驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容(大约1000pF)进行延时,防止H桥上下两臂的场效应管同时导通

三极管驱动直流电机

三极管驱动直流电机 1.输入与电平转换部分: 输入信号线由DATA引入,1脚是地线,其余是信号线。注意1脚对地连接了一个2K欧的电阻。当驱动板与单片机分别供电时,这个电阻可以提供信号电流回流的通路。当驱动板与单片机共用一组电源时,这个电阻可以防止大电流沿着连线流入单片机主板的地线造成干扰。或者说,相当于进入驱动板的地线与单片机的地线隔开,实现“一点接地”。 高速运放KF347(也可以用TL084)的作用是比较器,进入输入逻辑信号同来自指示灯和一个二极管的2.7V 基准电压比较,转换成接近功率电源电压幅度的方波信号。KF347的输入电压范围不能接近负电源电压,否则会出错。因此在运放输入端增加了防止电压范围溢出的二极管。输入端的两个电阻一个用来限流,一

个用来在输入悬空时进入输入端拉到低电平。 不能用LM339或其他任何开路输出的比较器代替运放,因为开路输出的高电平状态输出阻抗在1千欧以上,压降较大,后面一级的三极管将无法截止。 2.栅极驱动部分: 后面三极管和电阻,稳压管组成的电路进一步放大信号,驱动场效应管的栅极并利用场效应管本身的栅极电容(大约1000pF)进行延时,防止H桥上下两臂的场效应管同时导通(“共态导通”)造成电源短路。当运放输出端为低电平(约为1V至2V,不能完全达到零)时,下面的三极管截止,场效应管导通。上面的三极管导通,场效应管截止,输出为高电平。当运放输出端为高电平(约为VCC-(1V至2V),不能完全达到VCC)时,下面的三极管导通,场效应管截止。上面的三极管截止,场效应管导通,输出为低电平。 上面的分析是静态的,下面讨论开关转换的动态过程:三极管导通电阻远小于2千欧,因此三极管由截止转换到导通时场效应管栅极电容上的电荷可以迅速释放,场效应管迅速截止。但是三极管由导通转换到截止时场效应管栅极通过2千欧电阻充电却需要一定的时间。相应的,场效应管由导通转换到截止的速度要比由截止转换到导通的速度快。假如两个三极管的开关动作是同时发生的,这个电路可以让上下两臂的场效应管先断后通,消除共态导通现象。 实际上,运放输出电压变化需要一定的时间,这段时间内运放输出电压处于正负电源电压之间的中间值。这时两个三极管同时导通,场效应管就同时截止了。所以实际的电路比这种理想情况还要安全一些。 场效应管栅极的12V稳压二极管用于防止场效应管栅极过压击穿。一般的场效应管栅极的耐压是18V或20V,直接加上24V电压将会击穿,因此这个稳压二极管不能用普通的二极管代替,但是可以用2千欧的电阻代替,同样能得到12V的分压。 3.场效应管输出部分: 大功率场效应管内部在源极和漏极之间反向并联有二极管,接成H桥使用时,相当于输出端已经并联了消除电压尖峰用的四个二极管,因此这里就没有外接二极管。输出端并联一个小电容(out1和out2之间)对降低电机产生的尖峰电压有一定的好处,但是在使用PWM时有产生尖峰电流的副作用,因此容量不宜过大。在使用小功率电机时这个电容可以略去。如果加这个电容的话,一定要用高耐压的,普通的瓷片电容可能会出现击穿短路的故障。 输出端并联的由电阻和发光二极管,电容组成的电路指示电机的转动方向.

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