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直流電機調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)原理。

內(nèi)容簡介:直流電機轉(zhuǎn)速控制可分為勵磁控制法與電樞電壓控制法。集成了全部的脈寬調(diào)制電路。片內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器,外置振蕩元件僅兩個(一個電阻和一個電容)。內(nèi)置誤差放大器。內(nèi)止5V參考基準電壓源??烧{(diào)整死區(qū)時間。內(nèi)置功率晶體管可提供500mA的驅(qū)動能力。推或拉兩種輸出方式。
      直流電機轉(zhuǎn)速控制可分為勵磁控制法與電樞電壓控制法。勵磁控制法用得很少,大多數(shù)應用場合都使用電樞電壓控制法。隨著電力電子技術(shù)的進步,改變電樞電壓可通過多種途徑實現(xiàn),其中脈沖寬度調(diào)制 (PWM)便是常用的改變電樞電壓的一種調(diào)速方法。其方法是通過改變電機電樞電壓接通時間與通電周期的比值(即占空比)來調(diào)整直流電機的電樞電壓U,從而控制電機速度,下面就來給大家說說。
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      PWM的核心部件是電壓-脈寬變換器,其作用是根據(jù)控制指令信號對脈沖寬度進行調(diào)制,以便用寬度隨指令變化的脈沖信號去控制大功率晶體管的導通時間,實現(xiàn)對電樞繞組兩端電壓的控制。 
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      三角波發(fā)生器用于產(chǎn)生一定頻率的三角波UT,該三角波經(jīng)加法器與輸入的指令信號UI相加,產(chǎn)生信號UI+UT,然后送入比較器。比較器是一個工作在開環(huán)狀態(tài)下的運算放大器,具有極高的開環(huán)增益及限幅開關(guān)特性。兩個輸入端的信號差的微弱變化,會使比較器輸出對應的開關(guān)信號。一般情況下,比較器負輸入端接地,信號UI+UT從正端輸入。當UI+UT>0時,比較器輸出滿幅度的正電平;當UI+UT<0時,比較器輸出滿幅度的負電平。
      電壓-脈寬變換器對信號波形的調(diào)制過程如圖2所示。由于比較器的限幅特性,輸出信號US的幅度不變,但脈沖寬度隨UI的變化而變化,US的頻率由三角波的頻率所決定。
      當指令信號UI=0時,輸出信號US為正負脈沖寬度相等的矩形脈沖,首先由單片機發(fā)出電機邏輯控制信號,主要包括電機運轉(zhuǎn)方向信號Dir,直流電機調(diào)速信號PWM及電機制動信號Brake,然后由TL494進行脈寬調(diào)制,其輸出信號驅(qū)動H橋功率電路來驅(qū)動直流電機。其中H橋是由4個大功率增強型場效應管構(gòu)成的,其作用是改變電機的轉(zhuǎn)向,并對驅(qū)動信號進行放大。
      在實現(xiàn)直流電機PWM控制的電路中,本系統(tǒng)選用TL494芯片,其內(nèi)部電路由基準電壓產(chǎn)生電路、振蕩電路、間歇期調(diào)整電路、兩個誤差放大器、脈寬調(diào)制比較器以及輸出電路等組成,TL494芯片廣泛應用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。集成了全部的脈寬調(diào)制電路。片內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器,外置振蕩元件僅兩個(一個電阻和一個電容)。內(nèi)置誤差放大器。內(nèi)止5V參考基準電壓源??烧{(diào)整死區(qū)時間。內(nèi)置功率晶體管可提供500mA的驅(qū)動能力。推或拉兩種輸出方式。

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