直流电机设计的毕业设计

摘要

当今，自动化控制系统已经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。长期以来，直流电动机因其转速调节比较灵活，方法简单，易于大范围平滑调速，控制性能好等特点，一直在传动领域占有统治地位。[2]

本毕业设计主要是通过PWM调速器实现直流电机的正转、反转、加速、减速、停止等操作，并实现电路的仿真。为实现系统的微机控制，在设计中，采用了AT89C51单片机作为整个控制系统的控制电路的核心部分，配以各种显示、驱动模块，实现对电动机转速参数的显示和测量；由命令输入模块、光电隔离模块及H型驱动模块组成。采用带中断的独立式键盘作为命令的输入，单片机在程序控制下，不断给光电隔离电路发送PWM波形，H型驱动电路完成电机正反转控制.在设计中，采用PWM调速方式，通过改变PWM的占空比从而改变电动机的电枢电压，进而实现对电动机的调速。设计的整个控制系统，在硬件结构上采用了大量的集成电路模块，大大简化了硬件电路，提高了系统的稳定性和可靠性，使整个系统的性能得到提高。

关键词：直流电机，AT89C51单片机，PWM调速，仿真

基于FPGA直流电机的PWM控制

Based on FPGA direct current machine's PWM

control rotational

摘 要

EDA技术是用于电子产品设计中比较先进的技术，可以代替设计者完成电子系统设计中的大部分工作，而且可以直接从程序中修改错误及系统功能而不需要硬件电路的支持，既缩短了研发周期，又大大节约了成本，受到了电子工程师的青睐。

实现直流电机转速的控制方法很多，可以用可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了功能修改及系统调试的困难。因此，在设计中采用EDA技术，应用目前广泛应用的VHDL硬件电路描述语言，实现直流电机转向的控制设计，利用QuartusⅡ集成开发环境进行综合、仿真。

关键词：电子系统、硬件电路、直流电机、转向

0

ABSTRACT

EDA the technology is uses in the electronic products design the quite advanced technology, may replace the designer to complete in the el

分类号：TP274+.2 U D C：D10621-408-(2010)1384 -0 密 级：公 开 编 号：2006073071

数字式直流电机调速控制系统设计

论文作者姓名： 申请学位专业： 申请学位类别： 指导教师姓名（职称）： 论文提交日期：

贺肖庆 自动化 工学学士 张秀芳（讲师） 2010年 6月4日

数字式直流电机调速控制系统设计

摘 要

在高度现代化的今天，现代电力电子技术，计算机技术，现代控制理论的发展，促进了直流调速技术的进步，使之成为目前活跃的调速技术。长期以来，直流电动机因为其具有调节转速灵活、方法简单、控制性能好等特点，应用在越来越多的领域中。

本设计是以单片机STC12C5A60S2和L298控制的直流电机脉宽调制（PWM）调速系统。主要介绍了用单片机软件实现PWM调整电机转速的基本方法，给出了程序流程图和Keil-C51程序。硬件电路实现了对电机的正转、反转、急停、加速、减速的控制，以及电机速度的实时显示。

以单片机为控制核心的直流电机调速系统，采用了数字化的速度给定与测速，扩大了调速范围，提高了

直流电机调速电路的设计

一. 课程设计的目的：

通过本课程的学习，学生应具备以下能力：交、直流电路分析计算测量能力；电子线路的分析与应用能力；电子器件的应用能力；常用仪器仪表的使用能力等。同时培养学生严谨的科学作风，为后续专业课的学习和从事工程技术工作奠定坚实的理论和实践基础。 二．设计方案论证： 1． 思路：

电磁调速异步电动机又称滑差电机，它是一种恒转矩交流无级变速电动机。由于它具有调速范围广、速度调节开滑、起动转矩大、控制功率小、有速度负反馈的自动调节系统时机械特性硬度高等一系列优点。直流电动机的调速是由电磁调速异步电动机的 调速控制。电磁异步电动机主要是由主电路，控制电路和保护电路等几大部分组成，改变触发角，改变直流电压，达到调速的目的。 2． 设计方法：

电磁调速异步电动机结构与工作原理

电磁调速异步电动机是由普通鼠笼式异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置三部分组成。异步电机作为原动机使用，当它旋转时带动离合器的电枢一起旋转，电气控制装置是提供滑差离合器励磁线圈励磁电流的装置。，图2－19是其结构示意图。它包括电枢、磁极和励磁线圈三部分。电枢为铸钢制成的圆筒形结构，它与鼠笼式异步电动机的转轴相连接，俗称主动部分；磁极做成爪形结构

XXXX 学 院

本科毕业论文（设计）

题 目 院 系 专 业 姓 名 XXXXX 学 号 学习年限 XXXX年 9月至 2XXX年 6月 指导教师 职称 申请学位

20XX年 XX月XX 日

摘 要

本文主要研究了利用MCS-51系列单片机控制PWM信号从而实现对直流电机转速进行控制的方法。文章中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程对PWM信号占空比进行调节，从而控制其输入信号波形等均作了详细的阐述。此外，本文中还采用了芯片IR2110作为直流电机正转调速功率放大电路的驱动模块，并且把它与延时电路相结合完成了在主电路中对直流电机的控制。另外，本系统中使用了测速发电机对直流

四川理工学院毕业设计

数字式直流电机控速系统设计

学 生：张 平 学 号：09021020227 专 业：电子信息工程 班 级：2009.2 指导教师：王贤秋

四川理工学院自动化与电子信息学院

二O一三年六月

张平：数字式直流电机控速系统设计

数字式直流电机控速系统设计

摘要：本设计采用脉宽调制的方法实现电机的控速，利用单片机在控制方面简单灵活操作特点，通过检测光栅的方式实现了电机的转速测量，再通过相应的处理生成控制信息之后，采用调节占空比的方式控制电机的转速。并且为了适应联机操作，本设计电路还提供了一个串行接口提供给上位机发送命令以及接收数据使用。

关键词：数字式；直流电机；光栅控速；串行通信

II

四川理工学院本科毕业设计

DC motor digital speed control system

ZhangPing

(Sichuan University of Science and Engineering, Zigong, China, 643000)

Abstract: This article make the control of the motor by pulse

DC Machine

Implement separately excited DC machine (continuous and discrete blocks)

Library Machines Description

The DC Machine block and the Discrete DC Machine block (also in the Machines library) both implement a separately excited DC machine. The DC Machine block implements a continuous model, and the Discrete DC Machine block implements a discrete model. The following description applies to both blocks.

An access is provided to the field terminals (F+, F-) so that the machine model can be used as a shunt-connected or

说明：打“*”的题目有一定的难度。

1．直流电机的导体里流过的是直流电流还是交流电流？

解：交流电流，其频率为 f?pn 60 通过换向器和电刷后引出来的才是直流电流。

2．已知一台直流发电机的额定功率PN?145kW，额定电压UN?230V，额定效率

?N?89%。求该发电机的额定输入功率P1和额定电流IN。

解： P1?PN?N?145?163(kW) 0.89PN145?103 IN???630(A)

UN230

3．已知一台直流电动机铭牌数据如下：额定功率PN?30kW，额定电压UN?220V，额定转速nN?1500r/min，额定效率?N?87%。求该电动机的额定电流和额定输出转矩。

解： 输入功率 P1? 所以

PN?N?30?34.48(kW) 0.87P34.48?1031 IN???156.7(A)

UN220PNPN?6030?103?60

直流电机

一、填空

1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是 。 答：交流的。

2. ★★一台四极直流发电机采用单叠绕组，若取下一支或相邻的两支电刷，其电流和功

率 ，而电刷电压 。 答：减小，不变。

3. ★一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流If不变，当加上一恒定转矩的负载后，

发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 。串入电阻后，电动机的输入功率P1将 ，电枢电流Ia ，转速n将 ，电动机的效率η将 。 答：不行，不变，不变，下降，下降。

4. ★一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20℅，

则稳定后电机的电流为 倍的额定电流（假设磁路不饱和）。 答：1.25倍。

5. 并励直流电动机，当电源反接时，其中Ia的方向 ，转速方向 。

答：反向，不变。

6. 直流发电机的电磁转矩是 转矩，直流电动机的电磁转矩是 转矩。 答：制动，驱动。

7. 一台串励直流电动机与一台并

第二篇 直流电机

一、填空题：

1. 直流电机电枢导体中的电势是 电势，电刷间的电势是 电势。

2. 直流电机电枢绕组中流过的电流方向是___________的，产生电磁转矩的方向是___________的（填变化或不变）。 3. 直流电机的主磁路不饱和时，励磁磁动势主要消耗在________上。

4. 直流电机空载时气隙磁密的波形曲线为____________波。 5. 直流电机的磁化特性曲线是指电机空载时______________与______________之间的关系曲线。

6. 一台6极他励直流发电机，额定电流为150A，若采用单叠绕组，则电枢绕组的支路电流为 A，若采用单波绕组，则电枢绕组的支路电流为 A。

7. 一直流电机，Qu=S=K=22，2p=4，右行单叠绕组，绕组节距y=yK= ，y1= ， y2= 。

8. 一台四极直流电机，元件数为21，换向片数为____________，构成左行单波绕组，则合成节距为____________，第一节距为____________，并联支路数为______________。 9. 直