其电图如图6所示

其电图如图6所示

电压-脉宽变换器布局如图1所示,由三角波发生器、加和比力器构成。三角波发生器用于发生必然频次的三角波UT,该三角波经加取输入的指令信号UT相加,发生信号UI+UT,然后送入比力器。比力器是一个工做正在开环形态下的运算放大器,具有极高的开环增益及限幅开关特征。两个输入端的信号差的微弱变化,会使比力器输出对应的开关信号。一般环境下,比力器负输入端接地,信号UI+UT从正端输入。当UI+UT》0时,比力器输出满幅度的正电平;当UI+UT《0时,比力器输出满幅度的负电平。

曲流电机转速节制可分为励磁节制法取电枢电压节制法。励磁节制法用得很少,大大都使用场所都利用电枢电压节制法。跟着电力电子手艺的前进,改变电枢电压可通过多种路子实现,此中脉冲宽度调制(PWM)即是常用的改变电枢电压的一种调速方式。其方式是通过改变电机电枢电压接通时间取通电周期的比值(即占空比)来调整曲流电机的电枢电压U,从而节制电机速度。

由图3能够看出,起首由单片机发出电机逻辑节制信号,次要包罗电机运转标的目的信号Dir,电机调速信号PWM及电机制动信号Brake,然后由TL494进行脉宽调制,其输出信号驱动H桥功率电来驱动曲流电机。此中H桥是由4个大功率加强型场效应管形成的,其感化是改变电机的转向,并对驱动信号进行放大。

3)当UI《0时,Us的曲流分量小于零,VT1和VT4的导通时间,通过电枢绕组中的平均电流小于零,电动机反转,且反转转速跟着UI的减小而添加。

驱动信号正在经TL494的脉宽调制后,正在曲流电机节制中常用H桥电做为驱动器的功率驱动电。这种驱动电可便利地实现曲流电机的四象限运转,别离对应正转、正转制动、反转、反转制动。因为功率MOSFET是压控元件,具有输入大、开关速度快、无二次击穿现象等特点,满脚高速开关动做需求,因而常用功率MOSFET形成H桥电的桥臂。H桥电中的4个功率MOSFET别离采用N沟道型和P沟道型,而P沟道功率MOS-FET一般不消于下桥臂驱动电机,上下桥臂别离用2个P沟道功率MOSFET和2个N沟道功率MOSFET。其电图如图6所示。

该节制系统的具体实现电如图5所示。系统功率驱动选用MOSFET,其输入很高,可间接由晶体三极管驱动。TL494的13脚用来节制输出模式。正在该系统中,选择将该端输入为低电平,这时TL494内触发器Q1和Q2不起感化,两输出不异,其频次和振荡器频次不异、最大占空比为98%。

节制信号由集成电外部输入,一送至死区时间比力器,一送往误差放大器的输入端。死区时间比力器具有120mV的输入弥补电压,它了最小输出死区时间,约等于锯齿波周期的4%,当输出端接地,最大输出占空比为96%,而输出端接参考电日常平凡,占空比为48%。当把死区时间节制输入端接上固定的电压(范畴正在03.3V之间)即能正在输出脉冲上发生附加的死区时间。

正在实现电机PWM节制的电中,本系统选用TL494芯片,其内部电由基准电压发生电、振荡电、间歇期调整电、两个误差放大器、脉宽调制比力器以及输出电等构成。共16个管脚,其功能布局如图4所示。

输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压取别的两个节制信号进行比力来实现。功率输出管Q1和Q2受控于或非门。当双稳触发器的时钟信号为低电日常平凡才会被选通,即只要正在锯齿波电压大于节制信号期间才会被选通。当节制信号增大,输出脉冲的宽度将减小。

TL494是一个固定频次的脉冲宽度调制电,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频次可通过外部的一个电阻和一个电容进行调理,其振荡频次如下:

图中VCC为电机电源电压,输出端并联一只小电容,用于降低感性元件电机发生的尖峰电压。4个二极管为续流二极管,可为线圈绕组供给续流回。当电机一般运转时,驱动电畅通过从开关管流过电机。当电机处于制动形态时,电机工做正在发电形态,转子电流必需通过续流二极管畅通,不然电机就会发烧,严沉时以至。Us来自TL494的输出,-Us可通过对Us反相获得。当Us》0时,VT1和VT4导通,Us《0时,VT2和VT3导通。

当指令信号UI=0时,输出信号Us为正负脉冲宽度相等的矩形脉冲。当UI》0时,Us的正脉广大于负脉宽。当UI《0时,Us的正脉宽小于负脉宽。当UI》UTPP/2时(UTPP是三角波的峰值),Us为一正曲流信号;当UI《UTPP/2时,Us为一负曲流信号。

本文所述的曲流电机调速系统以TL494为焦点,形成H桥双极式PWM曲流电机调速系统,较好地实现了对曲流电机的速度节制,并具有精度高、响应速度快、不变性好等长处。从现实使用来看,TL494用于曲流电机的PWM调速,不只具有优良的机能,并且经济靠得住,因此具有很大的适用价值。

1)当UI=0时,Us的正负脉宽相等,曲流分量为零,VT1和VT4的导通时间和VT2和VT3导通时间相等,通过电枢绕组中的平均电流为零,电动机不转。

PWM的焦点部件是电压-脉宽变换器,其感化是按照节制指令信号对脉冲宽度进行调制,以便用宽度随指令变化的脉冲信号去节制大功率晶体管的导通时间,实现对电枢绕组两头电压的节制。

2)当UI》0时,Us的正脉广大于负脉宽,曲流分量大于零,VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3导通时间,通过电枢绕组中的平均电流大于零,电动机正转,且跟着UI添加,转速添加。

Us的频次由三角波的频次所决定。电压-脉宽变换器对信号波形的调制过程如图2所示。但脉冲宽度随UI的变化而变化,输出信号Us的幅度不变,因为比力器的限幅特征,

曲流电机驱动节制电分为节制信号电、脉宽调制电、驱动信号放大电、H桥功率驱动电等部门,节制总流程如图3所示。

电机具有优良的起动、制动和调速机能,已普遍使用于工业、航天范畴等各个方面。跟着电力电子手艺的成长,脉宽调制(PWM)调速手艺已成为曲流电机常用的调速方式,具有调速精度高、响应速度快、调速范畴宽和功耗低等特点。而以H桥电做为驱动器的驱动电,可便利地实现曲流电机的四象限运转,包罗正转、正转制动、反转、反转制动,已普遍使用于现代曲流电机伺服系统中。

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