[发明专利]一种直流永磁有刷电机恒速控制方法

说明书

本发明涉及一种直流永磁有刷电机恒速控制方法，包括单片机和电机，所述电机的正极连接有开关管、驱动模块和电压采样模块，所述开关管连接所述驱动模块，所述驱动模块和所述电压采样模块均与所述单片机连接，所述单片机连接面板电位器，所述单片机内部设置有PWM模块和A/D模块；该方法使用所述单片机产生PWM并利用PWM死区时间对所述电机的电压进行采样，经所述A/D模块转换后与所述面板电位器的给定值进行比较，经所述单片机内部程序计算后，控制所述电机恒速运转。利用PWM的死区时间对电机电压进行采样，避免传统反馈信号中有驱动电压的成分；可以在很宽的速度范围内实现电机恒速运转，低速状态下的效果尤其出色。

技术领域

本发明涉及电机的驱动与控制领域，具体是一种直流永磁有刷电机恒速控制方法。

背景技术

直流永磁有刷电机是一种广泛使用的电机，其结构简单、体积小、效率高、使用方便、价格低廉。众所周知，对于直流永磁有刷电机而言，在其随惯性运转时，就相当于是一个发电机，在其结构常数K一定的情况下，发电的电压与电机转速成一定的比例关系。在对转速恒定有要求的场合，一般会在控制电路中引入电机电压反馈，但是这个电压信号的采样点是与电机的驱动电压在一起的，单纯地引入这个信号作为转速反馈是不合理的，所以，这种电机恒速控制方法的效果不是很理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述问题，本发明提供一种直流永磁有刷电机恒速控制方法，利用PWM的死区时间对电机电压进行采样，可以在很宽的速度范围内实现恒速运转，低速状态下的效果尤其出色。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明提供的一种直流永磁有刷电机恒速控制方法，包括单片机U1和电机，所述电机的正极连接有开关管、驱动模块和电压采样模块，所述开关管连接所述驱动模块，所述驱动模块和所述电压采样模块均与所述单片机U1连接，所述单片机U1连接面板电位器RP1，所述单片机U1内部设置有PWM模块和A/D模块；该方法使用所述单片机U1产生PWM并利用PWM死区时间对所述电机的电压进行采样，经所述A/D模块转换后与所述面板电位器RP1的给定值进行比较，经所述单片机U1内部程序计算后，控制所述电机恒速运转。

工作原理：采用PWM方式来控制直流永磁有刷电机，为了能采样所述电机的电压信号，所述开关管连接在所述电机的正极，同时也在所述电机的正极采样电压信号。只有当所述单片机U1检测到PWM占空比结束时产生中断信号给所述开关管使得所述开关管中断，所述单片机U1才读取反馈电压信号。这时的反馈信号真实地反映了此时所述电机的转速，用这个信号与给定信号进行比较计算，控制PWM的占空比，这样就可以很好地控制所述电机进行恒速运转。

进一步，所述PWM模块的周期与所述A/D模块的转换周期相等，保证了采样时间点的准确；所述PWM模块的PWM死区时间大于所述A/D模块的转换周期，保证采样数据的准确。

进一步，所述电机的负极连接毫欧级的采样电阻R5，所述采样电阻R5接地；所述采样电阻R5不仅可以用来进行所述电机的电流采样，而且限制所述电机的电流最大值。

本发明的有益效果：本发明提供的一种直流永磁有刷电机恒速控制方法，利用PWM的死区时间对电机电压进行采样，避免传统反馈信号中有驱动电压的成分；这种控制方法可以在很宽的速度范围内实现电机恒速运转，低速状态下的效果尤其出色；目前，这种控制方法已大量应用于氩弧焊送丝电机的控制，取得了很好的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的电路原理图。

图2是本发明的采样点与PWM的关系图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。