PWM脈寬調製原理

PWM調速原理

載兩端的電壓,從而達到控制要求的一種電壓調整方法。PWM可以應用在許多方面,比如:電機調PWM(脈衝寬度調製)是通過控制固定電壓的直流電源開關頻率,改變負速、溫度控制、壓力控制等等[7]

PWM驅動控制的調整系統中,按一個固定的頻率來接通和斷開電源,並且根據需要改變一個週期內接通斷開時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的佔空比來達到改變平均電壓大小的目的,從而來控制電動機的轉速。也正因爲如此,PWM又被稱爲開關驅動裝置

如圖1所示:

PWM脈寬調製原理

圖1  PWM信號的佔空比

設電機始終接通電源時,電機轉速最大爲Vmax,設佔空比爲D= t1 / T,則電機的平均速度爲Va = Vmax * D,其中Va指的是電機的平均速度;Vmax 是指電機在全通電時的最大速度;D = t1 / T是指佔空比。

由上面的公式可見,當我們改變佔空比D=t1/T時,就可以得到不同的電機平均速度Vd,從而達到調速的目的。嚴格來說,平均速度Vd與佔空比D並非嚴格的線性關係,但是在一般的應用中,我們可以將其近似的看成是線性關係。

  PWM調速方法

基於單片機類由軟件來實現PWM:在PWM調速系統中佔空比D是一個重要參數在電源電壓不變的情況下,電樞端電壓的平均值取決於佔空比D的大小,改變D的值可以改變電樞端電壓的平均值從而達到調速的目的。改變佔空比D的值有三種方法:

A、定寬調頻法:保持不變,只改變t,這樣使週期(或頻率)也隨之改變[

B、調寬調頻法:保持t不變,只改變,這樣使週期(或頻率)也隨之改變[

C、定頻調寬法:保持週期T(或頻率)不變,同時改變t

 前兩種方法在調速時改變了控制脈衝的週期(或頻率),當控制脈衝的頻率與系統的固有頻率接近時,將會引起振盪,因此常採用定頻調寬法來改變佔空比從而改變直流電動機電樞兩端電壓。利用單片機的定時計數器外加軟件延時等方式來實現脈寬的自由調整,此種方式可簡化硬件電路,操作性強等優點。

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