基于LMD18200的直流电机驱动电路设计

基于LMD18200的直流电机驱动电路设计
基于LMD18200的直流电机驱动电路设计

基于LMD18200的直流电机驱动电路设计——2012.05.08

LMD18200 是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于运动控制的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS 控制电路和DMOS 功率器件, 峰值输出电流高达6A ,连续输出电流达3A ,工作电压高达55V ,还具有温度报警和过热与短路保护功能。主要应用于位置控制、速度控制、工业机器人和各种数控设备都需要直流电机和步进电机。其功能如下:

★连续输出电流3A,峰值电流6A,,工作电压高达55V;

★可通过输入的PWM信号实现PWM控制;

★可通过输入的方向控制信号实现转向控制;

★可以接受TTL或CMOS以及它们兼容的输入控制信号;

★可以实现直流电动机的双极型和单极型控制;

★内设过热报警输出和自动关断保护电路;

★内设防桥臂直通电路;

★低导通电阻,典型值0.3欧

LMD18200的原理图如下图所示。其内部集成了四个DMOS管,组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压,充电泵电路由一个300kHz左右的振荡器控制,使充电泵电容可以充至14V左右,典型上升时间是20us,适于1KHz左右的频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路,外接电容越大,向开关管栅极输入的电容充电速度越快,电压上升的时间越短,工作频率可以更高。引脚 2、10接直流电机电枢,正转时电流的方向应该从引脚2到引脚10,反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻,通过电阻来检测输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A,当超过该值时会自动封锁输出,并周期性的自动恢复输出。如果过电流持续时间较长,过热保护将关闭整个输出。过热信号还可通过引脚9输出,当结温达到145度时引脚9有输出信号。

LMD18200内部原理图

基本工作原理

1、PWM 信号类型

LMD18200 可采用两种不同类型的PWM信号。类型: PWM 信号中既包含方向信息又包含幅值信息, 50 %占空比的PWM 信号代表零电压。使用时, 该信号应加于方向输入端(脚3) ,同时将PWM 信号输入端置逻辑高电平。类型2 :分别由方向信号与幅值信号组成。幅值由PWM 信号的占空比决定, 零脉冲时代表零电压。使用时, 脚3 接方向信号输入, 脚5接PWM 信号。

2、电流取样

每输出1A 电流, 脚8 输出377nA 的取样电流。接在8 脚与地之间的电阻将其转化为电压信号, 该电压幅值在5~8V 之间时, 线性度与精度最佳。该端最高电压为12V。电流取样电路并不检测反馈电流, 仅检测桥臂上端晶体管中的电流。

3、温度报警标志

该端(9 脚)为OC门输出,对多芯片使用可进行线与。该端通常接到系统控制器的中断输入, 以便过热时对系统采取适当措施。该端最高电压为12V 。

4、限流

LMD18200 内部含有限流保护电路。该电路检测器件中的浪涌电流, 该电流接近10A时,迅速关断功率器件。器件关断后,保护电路周期性的重新试图开通功率器件。一旦外界短路故障消失, 器件就能够恢复正常运行。由于短路将产生大量热量, 因此, 实际使用时,LM18200 必须配备面积足够大的散热器, 同时,为了散热,芯片电源端VCC (脚6) 在PCB 板上需要1 平方英寸的铜箔。

5、充电泵电路

如图3 所示, 开通高端的DMOS 管时, 每个器件的栅极电压应比电流取样电压约高8V 。采用内部充电泵电路可获取该电压。利用内部300kHz 的振荡器对内部自举电容充电可获得4V 电压, 该驱动电压的上升时间为20ns , 可保证器件的开关频率达1kHz ; 开关频率更高时, 可采用外部自举电容, 并由DMOS管对该自举电容充电, H 桥输出端与自举端接入10nF 外部电容, 可提供上升时间达100ns的驱动电压,从而保证开关频率达到500kHz 。

6、内部续流二极管

H桥中四个DMOS 管都有续流(保护) 二极管, 高端续流二极管流过6A 的反

向电流时,反向恢复时间为70ns ,反向恢复电流为1A。同样条件下, 低端续流二极管的反向恢复时间为100ns ,反向恢复电流为4A 。

封装及管脚说明:

LMD18200的T-220封装如右。各引脚功能如下:

1、11 脚: 桥臂1、2 的自举输入电容连接端, 在

脚1 与脚2、脚10 与脚11 之间应接入10nF 的自举电

容。

2、10脚:H 桥输出端。

3 脚:方向输入端。转向时,输出驱动电流方向见

表1 ,该脚控制输出1 与输出2 (脚2、10) 之间电流

的方向, 从而控制马达旋转的方向。

4 脚: 刹车输入端。刹车时, 输出驱动电流方向

见表1 , 通过该端将马达绕组短路而使其刹车。刹车

时, 将该脚置逻辑高电平, 并将PWM 信号输入端(脚5)置逻辑高电平,脚3 的逻

辑状态决定于短路马达所用器件。3脚为逻辑高电平时,H 桥中两个高端晶体管导通。3脚呈逻辑低电平时, H 桥中两个低端晶体管导通。脚4 置逻辑高电平,脚5 置逻辑低电平时,H 桥中所有晶体管关断, 此时, 每个输出端只有很小的偏流(1. 5mA) 。

脚5 : PWM信号输入端。PWM信号与驱动电流方向的关系见表1, 该端与

3(DIRECTION)如何使用, 决定于PWM 信号类型。

6、7 脚:电源正端与负端。

8 脚: 电流取样输出端, 提供电流取样信号。

9 脚: 温度报警输出。提供温度报警信号,芯片结温达145 ℃时, 该端变为

低电平, 结温达170 ℃时,芯片关断。

LMD18200提供双极性和单极性驱动方式。双极性驱动是指在一个PWM周期里,电动机电枢的电压极性呈正负变化。双极性可逆系统虽然有低速运行平稳性的优点,但也存在着电流波动大,功率损耗较大的缺点,尤其是必须增加死区来避免开关管直通的危险,限制了开关频率的提高,因此只用于中小功率直流电动机的控制。本文中将介绍单极性可逆驱动方式。单极性驱动方式是指在一个PWM周期

内,电动机电枢只承受单极性的电压。这两种方式下的输入接法如下:对于双极性驱动方式,PWM控制信号通过引脚3输入。根据PWM控制信号的占空比来决定直流电动机的转速和转向。当占空比为50%时,输出平均电压为0,电动机不转;当占空比大于50%时,输出平均电压大于0,电动机正转;当占空比小于50%时,输出平均电压小于0,电动机反转。双极性驱动方式波形如下:

双极性驱动波形图

对于单极性驱动方式,PWM控制信号是通过引脚5输入的,而转向输入信号则通过引脚3输入。根据PWM控制信号的占空比来决定直流电动机的转速,而由引脚3控制电机的转向。单极性驱动方式波形如下:

单极性驱动波形

附网上流传的一闭环控制电路如下:

该应用电路是Motorola 68332CPU与LMD18200接口例子,它们组成了一个单极性驱动直流电机的闭环控制电路。在这个电路中,PWM控制信号是通过引脚5输入的,而转向信号则通过引脚3输入。根据PWM控制信号的占空比来决定直流电机的转速和转向。采用一个增量型光电编码器来反馈电动机的实际位置,输出AB两相,检测电机转速和位置,形成闭环位置反馈,从而达到精确控制电机。

最后介绍我自己设计的单极性开环系统的控制电路,如下图所示:

该电路基于单片机控制系统,带电源指示、电机转速、转向可调、抗干扰能力强,最大输出电流3A(瞬间峰值电流6A),可单独控制一台直流电机。下面对电路作简要说明:

电源部分:

直流电机驱动电压为12V,由于使用IL1117的关系,最大电机驱动电压不能超过15V;采用IL1117将12V电源降低到5V以供光耦使用;

光电耦合器部分:

采用光耦对单片机控制信号和电机驱动信号进行隔离。同时由于PWM控制信号的频率较高,故采用高速光耦6N317。

直流电机订货技术要求

直流电机技术参数 1.概述 1.1 环境条件 环境温度:-4.3℃~40℃ 相对湿度:+40℃时不超过50%,+20℃时不超过90% 海拔高度:小于1000m 污秽等级:4级 2 供货范围、电机技术参数及技术要求 1)直流电动机Z710-2B 1400KW 电枢电压:700V 励磁电压:310V 转速:650-1300r/min 他励 IP54 工作制:S1 SKF轴承 H级绝缘带空.水冷却器,带编码器。 2.1电机的励磁方式为他励,励磁电压310VDC,强励时不超过500V。 2.2 电机的安装结构形式均为1M1001,即卧式底脚安装单轴伸。 2.3测速编码器安装在非传动端,编码器型号为RHI90N-0HAK1R61N-1024。 2.4电机励磁绕组预埋PT100热电阻2只,电机换向和补偿绕组预埋PT100热电阻各2只,两端轴承预埋PT100热电阻各1只。电机制造厂家提供接线盒,并在接线盒内标出各自端子号,要求到货实物与设计图纸一致。 2.5 电机需安装PTC恒温空间加热器,恒温温度为60℃,电源电压为220VAC。电机制造厂家提供接线盒。 2.6电机工作方式:S1;电机绝缘等级:H级;电机防护等级:IP54。 2.7电机按照JB/T 9577-1999《Z系列中型直流电动机技术条件》中第二类(金属轧机用直流电动机,即Z系列B类电机)的要求考核。 2.8电机过载能力:(Z500-2B) 在过载115%时,长期运行; 在额定基速2In, 1min; 在最高转速1.6In, 15s。

2.9火花等级要求:基速下额定负荷1级,从基速到高速,从空载到额定负载的所有工况下,换向火花不大于411级;过载时的换向火花不大于2 11级(过载115%时火花不大于4 11)。电机能从空载直至短时过载的运行中不产生有害火花,且不在换向器和电刷表面造成永久性的损坏。 2.10电机在所有转速及负载下其电流变化率(di/dt )允许达到额定电流的200%。2.11电机电磁参数需作加强设计,即电机机械特性要求硬,使电机的静差率≤3%。2.12电机振动限值满足GB10068《电机振动测定方法及限值》 电机噪声限满足GB10069《电机噪声测定方法及限值》 电机试验方法按GB1103《直流电机试验方法》 电机其他技术要求应GB755《旋转电机基本技术要求》 2.13电机轴承自润滑,方便用户日常运行维护。轴承品牌SKF 。 2.14电刷采用上海摩根碳制品有限公司的产品,硅钢片采用武钢或日本产冷轧硅钢板。 2.15电机冷却采用背包式空-水冷却器(ICW37A86)。 空水冷却器随电机成套供货。 空水冷却器进水温度≤33℃,进水水质为普通工业用水,即:净环水。 空水冷却器的风机电机电压380VAC ,并提供接线盒。 从电机传动端看,进出水口位于电机左侧。 空水冷却器上安装风温、风压、冷却水流量开关(TURCK FCS -GL1/2A2P-VRX/24VDC/A )、漏水检测元件,用于监视风温度、风压、冷却水流量、漏水。乙方提出电源要求,并提供接线盒,并在接线盒内标出各自端子号,要求到货实物与设计图纸一致。 电机需安装 PTC 恒温空间加热器,恒温温度为60℃,电源电压为220VAC 。 2.16引出线方向:从电机传动端看,电机出线均在电机的右侧。 2.17电机运转方向:正常生产时,单方向运转;事故状态下可以反转。

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

PWM控制直流电机的系统的设计

电力电子与电机拖动综合课程设计 题目: PWM控制直流电机的系统 专业: 05自动化 学号: 200510320219 姓名:张建华 完成日期: 指导教师:李晓高

电力电子与电机拖动综合课程设计任务书 班级:自动化05 姓名:张建华指导老师:2008年6月10日 年月日

目录

1 引言 直流电机由于具有速度控制容易,启、制动性能良好,且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、机械制造、轻工等工业部门中得到广泛应用。直流电动机转速的控制方法可分为两类,即励磁控制法与电枢电压控制法。励磁控制法控制磁通,其控制功率虽然小,但低速时受到磁饱和的限制,高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制;而且由于励磁线圈电感较大,动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法。调节电阻R即可改变端电压,达到调速目的。但这种传统的调压调速方法效率低。随着电力电子技术的进步,发展了许多新的电枢电压控制方法,其中PWM(脉宽调制)是常用的一种调速方法。其基本原理是用改变电机电枢(定子)电压的接通和断开的时间比(占空比)来控制马达的速度,在脉宽调速系统中,当电机通电时,其速度增加;电机断电时,其速度减低。只要按照一定的规律改变通、断电的时间,即可使电机的速度达到并保持一稳定值。最近几年来,随着微电子技术和计算机技术的发展及单片机的广泛应用,使调速装置向集成化、小型化和智能化方向发展。 本电机调速系统采用脉宽调制方式, 与晶闸管调速相比技术先进, 可减少对电源的污染。为使整个系统能正常安全地运行, 设计了过流、过载、过压、欠压保护电路, 另外还有过压吸收电路。确保了系统可靠运行。 2 系统概述 2.1 系统构成 本系统主要有信号发生电路、PWM速度控制电路、电机驱动电路等几部分组成。整个系统上采用了转速、电流双闭环控制结构,如图1所示。在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流,二者之间实行串级连接,即以转速调节器

直流电机参数

一、概述 1.Z2系列小型直流电机为中华人民共和国机械工业部JB1104-68部颁标准所规定的标准系列小型直流电机。 2.Z2系列小型直流电机共分11个机座号,每个机座号有两种铁心长度,制造有直流电动机、直流发电机、直流调压发电机三种,适用于一般正常的工作环境。电动机作一般传动用,发电机作为一般直流电源用,调压发电机作蓄电池组充电用。 3.励磁方式:电动机为带有少量稳定绕组的并激或他激励磁。 发电机为复激或他激励磁(额定电压为230伏的发电机),调压发电机为并激励磁(不带串激绕组)。 电机的他激励磁电压制成有110伏或220伏二种。 电动机额定电压110伏的仅有他励电压110伏一种。 4.Z2系列电机根据使用要求可制成湿热地区使用的具有防潮、防霉、防盐雾性能的湿热带型(T H)直流电机。 5.型号含义:Z表示“直”流,2表示第二次全国定型设计,横线后数字表示机座号与铁心长短,例如Z2-11前一个1代表1号机座,后一个1代表短铁心,而Z2-112中11代表11号机座,2代表长铁心。 二、结构型式 1.直流发电机或直流调压发电机仅制造卧式,机座带底脚的一种。 2.直流电动机可制成下表所示的结构型式。 三、Z2系列电动机 1.电动机可用三角皮带、正齿轮或弹性联轴器进行传动,不使电机轴承受轴向推力。 2.电动机可在正转或逆转情况下正常工作。 四、Z2系列发电机及调压发电机 1.Z2系列发电机及调压发电机的旋转方向自换向器端看去为顺时针方向,根据使用要求亦可制成逆时针方向旋转的发电机或调压发电机。 2.Z2系列发电机及调压发电机根据订货要求可制成与Y系列三相异步电动机配套成的发电机组成套供应。 3.调压发电机的额定功率为平均电压(对110/160伏的为135伏,对220/320伏的为270伏)时的功率,当电压高于平均电压时其输出功率不大于额定功率,当电压低于平均电压时其输出电流不大于额定电流。 五、订货须知 订货时须注明电机的型号及具体规格(包括励磁方式、旋转方向、出线盒位置、是否双轴伸、结构型式等),例如Z2-62 13千瓦220伏1500转/分他激电动机,他励电压220伏,卧式机座带底脚,端盖有凸缘。 配套的异步电动机、变阻器等附件,电刷、刷握等备件的供应,或有特殊要求(如供湿热带地区使用)和须外文说明文件者应在订货合同中注明。

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。

直流电机控制系统设计

直流电机控制系统设计

XX大学 课程设计 (论文) 题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师

沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院(系)自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 2012年7 月9 日至2012年7 月20 日 课程设计的内容及要求: 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 (1)掌握直流电机的工作原理及编程方法。 (2)掌握直流电机驱动电路的设计方法。 (3)制定设计方案,绘制系统工作框图,给出系统电路原理图。 (4)用汇编或C语言进行程序设计与调试。 (5)完成系统硬件电路的设计。 (6)撰写一篇7000字左右的课程设计报告。 指导教师年月日 负责教师年月日

学生签字年月日 目录 0 前言 (1) 1 总体方案设计 (2) 1.1 系统方案 (2) 1.2 系统构成 (2) 1.3 电路工作原理 (2) 1.4 方案选择 (3) 2 硬件电路设计 (3) 2.1 系统分析与硬件设计 (3) 2.2 单片机AT89C52 (3) 2.3 复位电路和时钟电路 (4) 2.4 直流电机驱动电路设计 (4) 2.5 键盘电路设计 (4) 3软件设计 (5) 3.1 应用软件的编制和调试 (5) 3.2 程序总体设计 (5) 3.3 仿真图形 (7) 4 调试分析 (9) 5 结论及进一步设想 (9) 参考文献 (10) 课设体会 (11) 附录1 电路原理图 (12) 附录2 程序清单 (13)

直流电机参数

一、概述 系列小型直流电机为中华人民共和国机械工业部JB1104-68部颁标准所规定的标准系列小型直流电机。 系列小型直流电机共分11个机座号,每个机座号有两种铁心长度,制造有直流电动机、直流发电机、直流调压发电机三种,适用于一般正常的工作环境。电动机作一般传动用,发电机作为一般直流电源用,调压发电机作蓄电池组充电用。 3.励磁方式:电动机为带有少量稳定绕组的并激或他激励磁。 发电机为复激或他激励磁(额定电压为230伏的发电机),调压发电机为并激励磁(不带串激绕组)。 电机的他激励磁电压制成有110伏或220伏二种。 电动机额定电压110伏的仅有他励电压110伏一种。 系列电机根据使用要求可制成湿热地区使用的具有防潮、防霉、防盐雾性能的湿热带型(TH)直流电机。 5.型号含义:Z表示“直”流,2表示第二次全国定型设计,横线后数字表示机座号与铁心长短,例如Z2-11前一个1代表1号机座,后一个1代表短铁心,而Z2-112中11代表11号机座,2代表长铁心。 二、结构型式 1.直流发电机或直流调压发电机仅制造卧式,机座带底脚的一种。 2.直流电动机可制成下表所示的结构型式。 三、Z2系列电动机

1.电动机可用三角皮带、正齿轮或弹性联轴器进行传动,不使电机轴承受轴向推力。 2.电动机可在正转或逆转情况下正常工作。 四、Z2系列发电机及调压发电机 系列发电机及调压发电机的旋转方向自换向器端看去为顺时针方向,根据使用要求亦可制成逆时针方向旋转的发电机或调压发电机。 系列发电机及调压发电机根据订货要求可制成与Y系列三相异步电动机配套成的发电机组成套供应。 3.调压发电机的额定功率为平均电压(对110/160伏的为135伏,对220/320伏的为270伏)时的功率,当电压高于平均电压时其输出功率不大于额定功率,当电压低于平均电压时其输出电流不大于额定电流。 五、订货须知 订货时须注明电机的型号及具体规格(包括励磁方式、旋转方向、出线盒位置、是否双轴伸、结构型式等),例如Z2-62 13千瓦220伏1500转/分他激电动机,他励电压220伏,卧式机座带底脚,端盖有凸缘。 配套的异步电动机、变阻器等附件,电刷、刷握等备件的供应,或有特殊要求(如供湿热带地区使用)和须外文说明文件者应在订货合同中注明。

无刷直流电机的组成及工作原理

无刷直流电机的组成及工作原理 2.1 引言 直流无刷电动机一般由电子换相电路、转子位置检测电路和电动机本体三部分组成,电子换相电路一般由控制部分和驱动部分组成,而对转子位置的检测一般用位置传感器来完成。工作时,控制器根据位置传感器测得的电机转子位置有序的触发驱动电路中的各个功率管,进行有序换流,以驱动直流电动机。下文从无刷直流电动机的三个部分对其发展进行分析。 2.2 无刷直流电机的组成 2.2.1 电动机本体 无刷直流电动机在电磁结构上和有刷直流电动机基本一样,但它的电枢绕组放在定子上,转子采用的重量、简化了结构、提高了性能,使其可*性得以提高。无刷电动机的发展与永磁材料的发展是分不开的,磁性材料的发展过程基本上经历了以下几个发展阶段:铝镍钴,铁氧体磁性材料,钕铁硼(NdFeB)。钕铁硼有高磁能积,它的出现引起了磁性材料的一场革命。第三代钕铁硼永磁材料的应用,进一步减少了电机的用铜量,促使无刷电机向高效率、小型化、节能的方向发展。 目前,为提高电动机的功率密度,出现了横向磁场永磁电机,其定子齿槽与电枢线圈在空间位置上相互垂直,电机中的主磁通沿电机轴向流通,这种结构提高了气隙磁密,能够提供比传统电机大得多的输出转矩。该类型电机正处于研究开发阶段。 2.2.2 电子换相电路 控制电路:无刷直流电动机通过控制驱动电路中的功率开关器件,来控制电机的转速、转向、转矩以及保护电机,包括过流、过压、过热等保护。控制电路最初采用模拟电路,控制比较简单。如果将电路数字化,许多硬件工作可以直接由软件完成,可以减少硬件电路,提高其可靠性,同时可以提高控制电路抗干扰的能力,因而控制电路由模拟电路发展到数字电路。 驱动电路:驱动电路输出电功率,驱动电动机的电枢绕组,并受控于控制电路。驱动电路由大功率开关器件组成。正是由于晶闸管的出现,直流电动机才从有刷实现到无刷的飞跃。但由于晶闸管是只具备控制接通,而无自关断能力的半控性开关器件,其开关频率较低,不能满足无刷直流电动机性能的进一步提高。随着电力电子技术的飞速发展,出现了全控型的功率开关器件,其中有可关断晶体管(GTO)、电力场效应晶体管(MOSFET)、金属栅双极性晶体管IGBT 模块、集成门极换流晶闸管(IGCT)及近年新开发的电子注入增强栅晶体管(IEGT)。随着这些功率器件性能的不断提高,相应的无刷电动机的驱动电路也获得了飞速发展。目前,全控型开关器件正在逐渐取代线路复杂、体积庞大、功能指标低的普通晶闸管,驱动电路已从线性放大状态转换为脉宽调制的开关状态,相应的电路组成也由功率管分立电路转成模块化集成电路,为驱动电路实现智能化、高频化、小型化创造了条件。 2.2.3 转子位置检测电路

无刷直流电机控制系统的设计

1引言无刷直流电机最本质的特征是没有机械换向器和电刷所构成的机械接触式换向机构。现在,无刷直流电机定义有俩种:一种是方波/梯形波直流电机才可以被称为无刷直流电机,而正弦波直流电机则被认为是永磁同步电机。另一种是方波/梯形波直流电机和正弦波直流电机都是无刷直流电机。国际电器制造业协会在1987年将无刷直流电机定义为“一种转子为永磁体,带转子位置信号,通过电子换相控制的自同步旋转电机”,其换相电路可以是独立的或集成于电机本体上的。本次设计采用第一种定义,把具有方波/梯形波无刷直流电机称为无刷直流电机。从20世纪90年代开始,由于人们生活水平的不断提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都向着高效率化、小型化及高智能化发展,电机作为设备的重要组成部分,必须具有精度高、速度快、效率高等优点,因此无刷直流电机的应用也发展迅速[1]。 1.1 无刷直流电机的发展概况 无刷直流电动机是由有刷直流电动机的基础上发展过来的。 19世纪40年代,第一台直流电动机研制成功,经过70多年不断的发展,直流电机进入成熟阶段,并且运用广泛。 1955年,美国的D.Harrison申请了用晶体管换相线路代替有刷直流电动机的机械电刷的专利,形成了现代无刷直流电动机的雏形。 在20世纪60年代初,霍尔元件等位置传感器和电子换向线路的发现,标志着真正的无刷直流电机的出现。 20世纪70年代初,德国人Blaschke提出矢量控制理论,无刷直流电机的性能控制水平得到进一步的提高,极大地推动了电机在高性能领域的应用。 1987年,在北京举办的德国金属加工设备展览会上,西门子和博世两公司展出了永磁自同步伺服系统和驱动器,引起了我国有关学者的注意,自此我国开始了研制和开发电机控制系统和驱动的热潮。目前,我国无刷直流电机的系列产品越来越多,形成了生产规模。 无刷直流电动机的发展主要取决于电子电力技术的发展,无刷直流电机发展的初期,由于大功率开关器件的发展处于初级阶段,性能差,价格贵,而且受永磁材料和驱动控制技术的约束,这让无刷直流电动机问世以后的很长一段时间内,都停

直流电机参数术语一览(精)

1、 Assigned power rating 。标称功率。或额定功率。只该电机系统设计设计 时的理想功率也是在推荐工作情况下的最大功率。 POWER RATING 为功率。 2、Nominal voltage 。额定电压 (或工作电压,推荐电压。由于一般电机可以工作在不同电压下, 但电压直接和转速有关, 其他参数也相应变化, 所以该电压只是一种建议电压。其他参数也是在这种推荐的电压下给出的。 NOMINAL 名义上的。 3、 No load speed。空转速,或空载转速。单位是 RPM 。 revolutions per minute 此处的 R 不是 RATE 速度的意思,是 REVOLUTION 旋转的意思。空载转速由于没有反向力矩,所以输出功率和堵转情况不一样,该参数只是提供一个电机在规定电压下最大转速的作用。一般外面给出的 6000转啊, 12000转啊,多指这个参数。 4、 Stall torque 堵转转矩。这个是很多要带负载的电机的重要参数。即在电机受反向外力使其停止转动时的力矩。如果电机堵转现象经常出现, 则会损坏电机,或烧坏驱动芯片。所以大家选电机时,这是除转速外要考虑的参数。堵转时间一长,电机温度上升的很快,这个值也会下降的很厉害。 5、 Speed / torque gradient 速度 /转矩斜率。这个参数在一般的电机介绍中很 少出现。如果将转速为 Y 轴,力矩为 X 轴,一般,电机先是有一个和 X 轴平行的线,随后有点像 E 的负指数形式那样下降。即转速和力矩的乘积,随力矩的上升而下降。电机制造商都推荐电机在那条和 X 轴平行的线范围内工作。在这个范围内,电机的电流不至于导致电机过热和烧机。 6、 No load current。空载电流 (或空转电流。前面说过,电流和转矩密切相关。空载电流肯定存在, 其和电压的乘积形成的能量, 主要分为势能和热能消耗。热能就是电机线圈的发热,越好的电机,在空载时,该值越小,而势能指克服摩擦力, 和转子自身惯性的能量还有转子自身的转动势能。而一般转速一定时, 转子的惯性能量增加几乎没有, 而这个势能主要还是克服摩擦力的问题, 而最终以热能形式耗散, 所以空载电流越小, 电机的性能越好, 特别是加上减速箱的电机,空载电流越小,说明减速箱做的越好,当然,减速比越大,同样的设计方式下,阻力越大。

直流电机控制电路集锦

直流电机控制电路集锦 直流电机的类型 按:直流电机在家用电器、电子仪器设备、电子玩具、录相机及各种自动控制中都有广泛的应用。但对它的使用和控制,很多读者还不熟悉,而且其技术资料亦难于查找。直流电机控制电路集锦,将使读者“得来全不费功夫”! 在现代电子产品中,自动控制系统,电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面,直流电机都得到了广泛的应用。大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等,都不能缺少直流电机。所以直流电机的控制是一门很实用的技术。本文将详细介绍各种直流电机的控制技术。 站长的几句说明:本文内容比较详实完整,但遗憾的是原稿的印刷质量和绘图的确很差,尽管采取了很多措施,有些图仍可能看不太清楚。 直流电机,大体上可分为四类: 第一类为有几相绕组的步进电机。这些步进电机,外加适当的序列脉冲,可使主轴转动一个精密的角度(通常在1.8°--7.5°之间)。只要施加合适的脉冲序列,电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动。 步进电机用微处理器或专用步进电机驱动集成电路,很容易实现控制。例如常用的SAAl027或SAAl024专用步进电机控制电路。 步进电机广泛用于需要角度转动精确计量的地方。例如:机器人手臂的运动,高级字轮的字符选择,计算机驱动器的磁头控制,打印机的字头控制等,都要用到步进电机。 第二类为永磁式换流器直流电机,它的设计很简单,但使用极为广泛。当外加额定直流电压时,转速几乎相等。这类电机用于录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转速的机器或设备中。也用于变速范围很宽的驱动装置,例如:小型电钻、模型火车、电子玩具等。在这些应用中,它借助于电子控制电路的作用,使电机功能大大加强。 第三类是所谓的伺服电机,伺服电机是自动装置中的执行元件,它的最大特点是可控。在有控制信号时,伺服电机就转动,且转速大小正比于控制电压的大小,除去控制信号电压后,伺服电机就立即停止转动。伺服电机应用甚广,几乎所有的自动控制系统中都需要用到。例如测速电机,它的输出正比于电机的速度;或者齿轮盒驱动电位器机构,它的输出正比于电位器移动的位置.当这类电机与适当的功率控制反馈环配合时,它的速度可以与外部振荡器频率精确锁定,或与外部位移控制旋钮进行锁定。 唱机或激光唱机的转盘常用伺服电机。天线转动系统,遥控模型飞机和舰船也都要用到伺服电机。 最后一类为两相低电压交流电机。这类电机通常是直流电源供给一个低频振荡器,然后再用低频低压的交流去驱动电机。这类电机偶尔也用在转盘驱动机构中。 步进电机的基本工作原理

直流电机控制系统设计范本

直流电机控制系统 设计

XX大学 课程设计 (论文)题目直流电机控制系统设计 班级 学号 学生姓名 指导教师

沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称专业基础课程设计 院(系)自动化学院专业测控技术与仪器 班级学号姓名 课程设计题目直流电机控制系统设计 课程设计时间: 7 月 9 日至 7 月 20 日 课程设计的内容及要求: 1.内容 利用51单片机开发板设计并制作一个直流电机控制系统。系统能够实时控制电机的正转、反转、启动、停止、加速、减速等。 2.要求 (1)掌握直流电机的工作原理及编程方法。 (2)掌握直流电机驱动电路的设计方法。 (3)制定设计方案,绘制系统工作框图,给出系统电路原理图。 (4)用汇编或C语言进行程序设计与调试。 (5)完成系统硬件电路的设计。 (6)撰写一篇7000字左右的课程设计报告。

指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 目录 0 前言...................................................................................... 错误!未定义书签。 1 总体方案设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.1 系统方案 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 系统构成 ...................................................................... 错误!未定义书签。 1.3 电路工作原理............................................................... 错误!未定义书签。 1.4 方案选择 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2 硬件电路设计 ...................................................................... 错误!未定义书签。 2.1 系统分析与硬件设计................................................... 错误!未定义书签。 2.2 单片机AT89C52............................................................ 错误!未定义书签。 2.3 复位电路和时钟电路................................................... 错误!未定义书签。 2.4 直流电机驱动电路设计 ............................................... 错误!未定义书签。 2.5 键盘电路设计............................................................... 错误!未定义书签。 3 软件设计 ............................................................................ 错误!未定义书签。 3.1 应用软件的编制和调试 ............................................... 错误!未定义书签。 3.2 程序总体设计............................................................... 错误!未定义书签。 3.3 仿真图形 ...................................................................... 错误!未定义书签。 4 调试分析 .............................................................................. 错误!未定义书签。

直流电机参数知识分享

直流电机参数

一、概述 1.Z2系列小型直流电机为中华人民共和国机械工业部JB1104-68部颁标准所规定的标准系列小型直流电机。 2.Z2系列小型直流电机共分11个机座号,每个机座号有两种铁心长度,制造有直流电动机、直流发电机、直流调压发电机三种,适用于一般正常的工作环境。电动机作一般传动用,发电机作为一般直流电源用,调压发电机作蓄电池组充电用。 3.励磁方式:电动机为带有少量稳定绕组的并激或他激励磁。 发电机为复激或他激励磁(额定电压为230伏的发电机),调压发电机为并激励磁(不带串激绕组)。 电机的他激励磁电压制成有110伏或220伏二种。 电动机额定电压110伏的仅有他励电压110伏一种。 4.Z2系列电机根据使用要求可制成湿热地区使用的具有防潮、防霉、防盐雾性能的湿热带型(TH)直流电机。 5.型号含义:Z表示“直”流,2表示第二次全国定型设计,横线后数字表示机座号与铁心长短,例如Z2-11前一个1代表1号机座,后一个1代表短铁心,而Z2-112中11代表11号机座,2代表长铁心。 二、结构型式 1.直流发电机或直流调压发电机仅制造卧式,机座带底脚的一种。 2.直流电动机可制成下表所示的结构型式。 三、Z2系列电动机 1.电动机可用三角皮带、正齿轮或弹性联轴器进行传动,不使电机轴承受轴向推力。 2.电动机可在正转或逆转情况下正常工作。 四、Z2系列发电机及调压发电机 1.Z2系列发电机及调压发电机的旋转方向自换向器端看去为顺时针方向,根据使用要求亦可制成逆时针方向旋转的发电机或调压发电机。 2.Z2系列发电机及调压发电机根据订货要求可制成与Y系列三相异步电动机配套成的发电机组成套供应。 3.调压发电机的额定功率为平均电压(对110/160伏的为135伏,对220/320伏的为270伏)时的功率,当电压高于平均电压时其输出功率不大于额定功率,当电压低于平均电压时其输出电流不大于额定电流。 五、订货须知 订货时须注明电机的型号及具体规格(包括励磁方式、旋转方向、出线盒位置、是否双轴伸、结构型式等),例如Z2-62 13千瓦220伏1500转/分他激电动机,他励电压220伏,卧式机座带底脚,端盖有凸缘。 配套的异步电动机、变阻器等附件,电刷、刷握等备件的供应,或有特殊要求(如供湿热带地

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。

直流电动机控制电路的设计

课程设计(论文) 题目名称直流电动机控制电路的设计 课程名称电力拖动基础课程设计 学生姓名周孝雄 学号0941202031 系、专业电气工程系、09自动化 指导教师邱雄迩 2011年12 月18 日

邵阳学院课程设计(论文)任务书 注: 1.此表由指导教师填写,经系、教研室审批,指导教师、学生签字后生效; 2.此表1式3份,学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师(签字):学生(签字):

邵阳学院课程设计(论文)评阅表 学生姓名周孝雄学号0941202031 系电气工程系专业班级09自动化班 题目名称直流电动机控制电路的设计课程名称电力拖动基础一、学生自我总结 二、指导教师评定 注:1、本表是学生课程设计(论文)成绩评定的依据,装订在设计说明书(或论文)的“任务书”页后面;

当今,自动化控制系统在各行各业得到了广泛的应用和发展,而直流驱动控制作为电气传动的主流在现代化生产中起着主要作用。直流电动机应用如此之广,主要在于其采用了PWM脉宽调制电路来控制直流电动机的调速。在这里介绍了PWM脉宽产生的电路。该电路运用模拟电子电路基础知识完成,利用产生的方波信号带动负载转动。本设计原理简单,易于理解,电路实现简单。我们先概括介绍了电路中锁需要的电路模块,然后给出了整体的电路图,并做了测试及得出测试结果。 关键词:直流电动机,PWM,三极管

1绪论 (7) 1.1概述 (7) 1.2 直流电动机的基本理论 (7) 1.3直流脉宽调速系统 (10) 2 元器件介绍 (13) 2.1 SG2731 (13) 2.2 三极管C4466 和 A1693 (16) 3 系统设计方案 (17) 3.1直流电动机控制电路 (17) 4直流电动机控制电路的测试 (19) 4.1 测试步骤 (19) 4.2 测试结果 (19) 5实验总结 (21) 参考文献 (22)

直流电机控制系统设计(1)

湖南工程学院课程设计《DSP原理及应用》 题目:直流电机控制系统设计 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 2015年5 月19 日

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。电动机调速系统采用微机实现自动控制,是电气传动发展的主要方向之一。采用微机控制后,整个调速系统体积小,结构简单、可靠性高、操作维护方便,电动机稳态运转时转速精度可达到较高水平,静动态各项指标均能较好地满足工业生产中高性能电气传动的要求。 本篇论文介绍了基于单片机的直流电机PWN调速的基本办法,直流电机调速的相关知识以及PWM调速的基本原理和实现方法。重点介绍了基于TMS320LF2407单片机的用软件产生PWM信号以及信号占空比调节的方法。对于直流电机速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。 关键词:单片机最小系统;PWM ;直流电机调速,TMS320LF2407;

前言 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,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。然而近年来,随着技术的发展和进步,以及市场对产品功能和性能的要求不断提高,直流电动机的应用更加广泛,尤其是在智能机器人中的应用。直流电动机的起动和调速性能、过载能力强等特点显得十分重要,为了能够适应发展的要求,单闭环直流电动机的调速控制系统得到了很大的发展。而作为单片嵌入式系统的核心—单片机,正朝着多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、大存储容量和强I/O功能等方向发展。随着计算机档次的不断提高,功能的不断完善,单片机已越来越广泛地应用在各种领域的控制、自动化、智能化等方面,特别是在直流电动机的调速控制系统中。这是因为单片机具有很多优点:体积小,功能全,抗干扰能力强,可靠性高,结构合理,指令丰富,控制功能强,造价低等。所以选用单片机作为控制系统的核心以

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。

直流电动机控制系统设计

X X X X X学院 题目:直流电动机控制系统 学 院 XXXXXX学院 专 业 自动化 班 级 XX班 姓 名 XXX 学 号 XXXXX 指导老师 XXX 2012年 12 月 25 日 1、 设计题目:直流电动机控制系统 1、前言 近年来,随着科技的进步,电力电子技术得到了迅速的发展,直流电机得到了越来越广泛的应用。直流它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;需要能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求,从而对直流电机的调速提出了较高的要求,改变电枢回路电阻调速,改变电枢电压调速等技术已远远不能满足要求,这时通过PWM方式控制直流电机调速的方法应运而生。 采用传统的调速系统主要有以下缺陷:模拟电路容易随时间漂移,会产生一些不必要的热损耗,以及对噪声敏感等。而在用了PWM技术后,避免了以上的缺陷,实现了用数字方式来控制模拟信号,可以大幅度降低成本和功耗。另外,由于PWM 调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可获得平稳的直流电流,低速特性好;同样,由于开

关频率高,快速响应特性好,动态抗干扰能力强,可以获得很宽的频带;开关器件只工作在开关状态,主电路损耗小,装置效率高。PWM 具有很强的抗噪性,且有节约空间、比较经济等特点。 2、系统设计原理 脉宽调制技术是利用数字输出对模拟电路进行控制的一种有效技术,尤其是在对电机的转速控制方面,可大大节省能量,PWM控制技术的理论基础为: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,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲,用这些脉冲来代替正弦波或其他所需 要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制,既可改变逆变电路输出电压的大小,也可改变输出频率。 直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为 (1) 式中 Ua——电枢供电电压(V); Ia ——电枢电流(A); Ф——励磁磁通(Wb); Ra——电枢回路总电阻(Ω); CE——电势系数, ,p为电磁对数,a为电枢并联支路数,N为导体数。 由式(1)可以看出,式中Ua、Ra、Ф三个参量都可以成为变量,只要改变其中一个参量,就可以改变电动机的转速,所以直流电动机有三种基本调速方法:(1)改变电枢回路总电阻Ra;;(2)改变电枢供电电压Ua;(3)改变励磁磁通Ф。 3、方案选择及论证 3.1、方案选择 3.1.1、改变电枢回路电阻调速 可以通过改变电枢回路电阻来调速,此时转速特性公式为 n=U-【I(R+Rw)】/KeФ (2)式中Rw为电枢回路中的外接电阻(Ω)。 当负载一定时,随着串入的外接电阻Rw的增大,电枢回路总电阻R= (Ra+Rw)增大,电动机转速就降低。Rw的改变可用接触器或主令开关切换来实现。 这种调速方法为有级调速,转速变化率大,轻载下很难得到低速,

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