第九章-電機(jī)控制.ppt

1、1.電機(jī)概述：電機(jī)是一種電能轉(zhuǎn)換裝置，包括固定電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)。靜止電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)定律和磁勢平衡原理實(shí)現(xiàn)電壓變化的電磁裝置，也稱為變壓器。旋轉(zhuǎn)電機(jī)是一種根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換裝置。旋轉(zhuǎn)電機(jī)可分為：DC電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、交流電機(jī)、1.1電機(jī)分類、普通有刷永磁DC電機(jī)工作原理、1.2電機(jī)特性圖。當(dāng)負(fù)載不變時(shí)，流經(jīng)DC電機(jī)的平均電流越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，因此DC電機(jī)的轉(zhuǎn)速越快。當(dāng)電流恒定時(shí)，負(fù)載越大，DC電機(jī)的速度越慢。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)；也就是說，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到脈沖信號時(shí)，它驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)在設(shè)定的方向旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度。步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖：步進(jìn)電機(jī)，

2、轉(zhuǎn)子是永磁體，線圈纏繞在定子上。根據(jù)線圈的配置和步進(jìn)電機(jī)的分類：步進(jìn)電機(jī)；2.DC汽車公司的控制。DC電機(jī)的調(diào)速和控制需要經(jīng)過DC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，它實(shí)際上是一個(gè)大功率放大器。DC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路包括線性放大驅(qū)動(dòng)型和開關(guān)驅(qū)動(dòng)型。線性驅(qū)動(dòng)器是線性功率放大器。線性驅(qū)動(dòng)器的工作原理如下：線性功率驅(qū)動(dòng)器的工作原理、1.1開關(guān)驅(qū)動(dòng)器、脈寬調(diào)制原理圖。開關(guān)驅(qū)動(dòng)器將恒定的DC電源電壓轉(zhuǎn)換成特定的方波電壓，并將其施加到電機(jī)的電樞上。脈寬調(diào)制是DC電機(jī)最重要和最常用的開關(guān)控制方法。脈寬調(diào)制型、脈沖頻率調(diào)制型、1.2控制電路驅(qū)動(dòng)部分，DC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要分為T型不可逆驅(qū)動(dòng)器；h型可逆驅(qū)動(dòng)器。h型驅(qū)動(dòng)器原理圖，以下電路可

3、以靈活控制DC電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度，控制電路，1.3 DC電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖庆`活控制DC電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度及停止。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開始時(shí)，電機(jī)以最高速度向前旋轉(zhuǎn)，按下按鈕一次，電機(jī)速度減半。按下按鈕三次后，電機(jī)停止；繼續(xù)按鍵，電機(jī)反轉(zhuǎn)。3原理分析，用P1.21引腳控制DC電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，用全局變量保存DC電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；P0.21引腳用于控制DC電機(jī)的速度，設(shè)計(jì)的電機(jī)速度有兩個(gè)等級。驅(qū)動(dòng)器子功能：ZLDJ_SET(uint8方向，uint8速度)，控制DC電機(jī)的方向和速度。4。實(shí)驗(yàn)參考程序，/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

4、* * * * * * * * * * * * * *。*繼續(xù)按鍵，電機(jī)反轉(zhuǎn)。* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

5、 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *方向=0，速度=3；PINSEL1=PINSEL1，3。步進(jìn)電機(jī)控制，根據(jù)電機(jī)結(jié)構(gòu)分為三種類型：永磁、無功和混合。永磁步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩小，體積小，步進(jìn)角度通常為7.5度或15度；它們大多用于低價(jià)消費(fèi)品。無功步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出。步進(jìn)角度一般為1.5度，但噪音和振動(dòng)很大。它在20世紀(jì)80年代已經(jīng)在歐美等發(fā)達(dá)國家被淘汰；混合式步進(jìn)電機(jī)結(jié)合了永磁電機(jī)和無功電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。分為兩相、三相和五相：兩

6、相步距角一般為1.8度，三相步距角為0.9度，五相步距角一般為0.72度。混合式步進(jìn)電機(jī)是工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制中最常用的電機(jī)。一相驅(qū)動(dòng)一相驅(qū)動(dòng)方式非常簡單，可以方便地控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和速度。改變驅(qū)動(dòng)信號的頻率會改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。兩相驅(qū)動(dòng)和兩相驅(qū)動(dòng)意味著在任何時(shí)候，兩組線圈同時(shí)被激勵(lì)，所以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩較大像單相驅(qū)動(dòng)模式一樣，兩相驅(qū)動(dòng)中有四個(gè)不同的信號，顯示周期性變化，步進(jìn)電機(jī)在每個(gè)周期旋轉(zhuǎn)四個(gè)步進(jìn)角度。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由驅(qū)動(dòng)信號的頻率控制，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向(正/負(fù))由驅(qū)動(dòng)信號的順序決定。1.1兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，1相驅(qū)動(dòng)，2相驅(qū)動(dòng)，1 2相驅(qū)動(dòng)，1.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路達(dá)林頓晶體管驅(qū)動(dòng)，達(dá)林頓晶體管可以被電流瞬

7、間放大到l3A，足以應(yīng)付大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電流小于0.5A的小型步進(jìn)電機(jī)，可使用ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片。1.3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片1的驅(qū)動(dòng)電路。實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠竭M(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，掌握步進(jìn)電機(jī)的控制方法(控制步進(jìn)電機(jī)的速度、方向和前進(jìn)角度)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容控制步進(jìn)電機(jī)快速前進(jìn)200步，減速再前進(jìn)50步，減速再前進(jìn)5步后停止。停止一段時(shí)間后，控制步進(jìn)電機(jī)以相反的速度回到其原始位置。3實(shí)驗(yàn)原理分析步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速由激勵(lì)信號的頻率決定，步進(jìn)角度由激勵(lì)信號的個(gè)數(shù)決定。1.4兩相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，4。實(shí)驗(yàn)參考程序，/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

8、 * * * * * * * * *。*停止一段時(shí)間后，控制步進(jìn)電機(jī)以相反的速度回到其原始位置。* P2.21連接bjdj_A，P2.17連接bjdj_A-，P2.19連接bjdj_B，P1.22連接bjdj _ b-* * * * * * * * * * *。/將步進(jìn)電機(jī)控制引腳設(shè)置為GPIO功能，輸出IO1DIR=IO1DIR |(122)；/P1.22是輸出IO2DIR=IO2DIR |(117)|(119)|(121)；/p2.21、p2.17和p2.19輸出BJDJ_Run(0，1，200)；/電機(jī)以最快速度向前旋轉(zhuǎn)200個(gè)步進(jìn)角BJDJ_Run(0，2，50)；/電機(jī)中速向前旋轉(zhuǎn)5

9、0個(gè)步進(jìn)角BJDJ_Run(0，3，5)；/電機(jī)以最慢速度向前旋轉(zhuǎn)5個(gè)步進(jìn)角(I=0；i50000。I)；/軟件延遲BJDJ_Run(1，3，5)；/電機(jī)以最慢速度反向5個(gè)步進(jìn)角BJDJ_Run(1，2，50)；/電機(jī)以中速反向50步進(jìn)角BJDJ_Run(1，1，200)；/電機(jī)以最快的速度反向200度角，思考和練習(xí)。1.電動(dòng)機(jī)是一種_ _ _ _ _ _變換裝置，包括_ _ _ _ _ _電動(dòng)機(jī)和_ _ _ _ _ _電動(dòng)機(jī)。2.旋轉(zhuǎn)電機(jī)可分為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。3.請畫出DC電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與電流的關(guān)系圖，以及速度與負(fù)載的關(guān)系圖。4.DC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路可分為_ _ _ _ _ _ _ _型和_ _ _ _ _ _ _ _型。請分別畫出這兩種驅(qū)動(dòng)器的工作原理圖。5.在驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度方