直流电机驱动控制装置(h桥驱动)的设计与制作毕业论文

《直流电机驱动控制装置(h桥驱动)的设计与制作毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直流电机驱动控制装置(h桥驱动)的设计与制作毕业论文（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、.四川理工学院毕业设计（论文）直流电机驱动控制装置（H桥驱动）的设计与制作学 生：兰明亮学 号：0801103A170专 业：机械设计制造及其自动化班 级：机电2008.4指导教师：何庆中四川理工学院机械工程学院二O一二年六月.四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书（六）设计（论文）题目： 直流电机驱动控制装置（H桥驱动）的设计与制作 系：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 机自（机电方向）08级04班 学 生： 兰 明 亮 学 号： 0801103A170 指导教师： 何 庆 中 接受任务时间 2012.02.28 完成任务时间 2012.06.01 教研室主任 （签名

2、）系主任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求在指定用直流电机的基础上，进行直流电机驱动控制装置（H桥驱动）的设计与制作。（1）直流电机驱动控制装置电器原理图设计（含实验调试用控制信号发生器设计）。（2）直流电机驱动控制装置电器原理图制作（含实验调试用控制信号发生器设计）。（3）用PLC可编程控制器编程实现对直流电机的驱动运转控制。（4）演示调试直流电机运转和调速工作特性。预计工作量：完成直流电机驱动控制装置电器控制设计原理图1张A2；制作直流电机驱动控制装置1套；编写毕业设计说明书。原始数据：指定直流电机的性能参数；毕业设计专用指导文献；提供相关专用硬件芯片清单；提供制作试验调试仪

3、器等。2指定查阅的主要参考文献及说明（1）机器人创意与制作机器人设计与控制（2）电子电工技术。（3）模拟电路与数字电路。（4）PLC可编程控制器。3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1收集、准备参考资料，查阅文献，最后完成开题报告2012.02.282012.03.162完成所有设计的总体结构设计和计算任务2012.03.172012.04.253完成所有毕业设计的图纸和相关毕业论文的撰写。2012.04.262012.05.204完成所有设计说明书的撰写2012.05.212012.06.015毕业设计（论文）的修改、答辩的准备工作及毕业答辩2012.06.012012.06.24

4、注：本表在学生接受任务时下达四川理工学院毕业设计（论文）开题报告设计（论文）名称直流电机驱动控制装置（H桥驱动）的设计与制作设计（论文）类型B指导教师何庆中学生姓名兰明亮学号0801103A170院、专业、班级机械工程学院机械设计制造及其自动化 机电08级04班一、选题依据（简述研究现状或生产需求情况，说明该设计（论文）目的意义）直流电机因具有优良的调速性能，在很多需要调速的场合如：数控机床、实验设备、机器人、电动汽车等领域有大量应用。特别是现代能源匮乏，电动汽车以直流电机作为汽车动力，这就对直流电机的调速和驱动装置提出了要求。 需要直流电机具有良好的启动、制动、反转、加速、减速等性能，而这些

5、性能必须依靠驱动控制装置实现，因此对直流电机调速系统来讲，驱动控制装置有着重要地位。鉴于以上原因，本文对直流电机驱动控制装置（H桥驱动）的设计与制作具有一定实用价值，对国家提出的节能减排也具有积极意义。二、设计（论文研究）思路及工作方法1、对直流电机调速系统进行研究2、指定直流电机性能参数3、根据电机参数和工作特性设计制作H桥驱动放大电路4、设计或选用电机控制所需PWM信号发生器5、编制PLC程序实现对电机启动、制动、反转、加速、减速的控制6、调试检测直流电机运转和调速特性7、完成设计说明书和其他事项三、设计（论文研究）任务完成的阶段内容及时间安排1、收集、准备参考资料，查阅文献，最后完成开题

6、报告 2012.02.282012.03.162、完成所有设计的总体结构设计和计算任务 2012.03.172012.04.253、完成所有毕业设计的图纸和相关毕业论文的撰写 2012.04.262012.05.204、完成所有设计说明书的撰写 2012.05.212012.06.015、毕业设计（论文）的修改、答辩的准备工作及毕业答辩 2012.06.012012.06.24指导教师意见指导教师签字： 年 月 日教研室毕业设计（论文）工作组审核意见难度分量综合训练程度教研室主任： 年 月 日设计（论文）类型：A理论研究；B应用研究；C软件设计；D-其它等。.摘 要直流电动机具有优良的调速特性

7、，调速平滑，方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求。本文介绍了直流电机驱动控制装置（H桥驱动）的设计与制作，系统采用分立元件搭建H桥驱动电路，PWM调速信号由单片机提供，信号与H桥驱动电路之间采用光电耦合器隔离，电机的驱动运转控制由PLC可编程逻辑控制器实现。关键词：直流电动机；H桥驱动；PWM；PLC可编程逻辑控制器.ABSTRACTDC Motor Speed Control has excellent characteristics, speed smooth and easy, and

8、speed a wide range of Shock, able to withstand the impact of frequent load can be achieved without frequent fast-starting, braking and reverse; meet the production process automation systems various special operating requirements.This project describes the design and production of the DC motor drive

9、 control device ( H- bridge driver ), The device using discrete components to build the H-bridge driver circuits, The PWM speed control signal provided by the microcontroller, Using optical coupler isolation between the signal and the H-bridge driver circuits, The motor driven operation was controll

10、ed by PLC.Keywords: DC Motor; H- bridge driver; PWM; Programmable Logic Controller.目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第一章 绪 论11.1概 述11.2国内外发展现状11.3本设计目的和思路2第二章 直流电机驱动控制概述42.1直流电机的工作原理42.2直流电机的调速特性52.3直流电机的几种调速方法52.4直流电机调速PWM信号形成原理82.5直流电机H桥驱动原理11第三章 驱动控制方案论证和选择143.1稳压电源的选择143.2直流电机驱动模块的选择143.3 PWM调速实现方式153.4 PL

11、C实现电机控制16第四章 直流电机驱动控制系统总体硬件电路设计174.1稳压电源电路设计174.2 H桥驱动电路设计194.3 PLC可编程控制器电路设计214.4 PWM信号发生器设计25第五章 直流电机驱动控制系统软件设计265.1 PLC梯形图程序设计265.2 PWM 信号发生器软件设计28第六章 直流电机驱动控制装置制作与演示296.1稳压电源的设计制作296.2 H桥驱动电路设计制作306.3可编程控制器安装接线316.4直流电机驱动控制装置演示34第七章 结 论36参考文献37致 谢38附录1直流电机H桥驱动硬件原理总图39附录2 PWM发生器程序清单40附录3 PLC可编程控制

12、器梯形图程序45附录4元器件清单46附录5直流电机驱动控制装置PLC控制操作使用说明书49.第一章 绪 论1.1概 述19世纪70年代前后相继诞生了直流电动机和交流电动机，从此人类社会进入了以电动机为动力设备的时代。以电动机作为动力机械，为人类社会的发展和进步、工业生产的现代化起到了巨大的推动作用。在用电系统中，电动机作为主要的动力设备而广泛地应用于工农业生产、国防、科技及社会生活等各个方面。电动机负荷约占总发电量的70，成为用电量最多的电气设备。对电动机的控制可分为简单控制和复杂控制两种。简单控制对电动机进行启动、制动、正反转控制和顺序控制。这类控制可通过继电器、可编程控制器和开关元件来实现

13、。复杂控制是对电动机的转速、转角、转矩、电压、电流等物理量进行控制，而且有时往往需要非常精确的控制。以前对电动机的简单控制应用较多，但是，随着现代化步伐的迈进，人们对自动化的需求越来越高，使电动机的复杂控制变成主流，其应用领域极其广泛。电动机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步，使电动机控制技术在近二十多年内发生了翻天覆地的变化。其中电动机控制部分已由模拟控制让位给以单片机为主的微处理器控制，形成数字与模拟的混合控制系统和纯数字控制系统的应用，并向全数字控制系统的方向快速发展。电动机驱动部分所用的功

14、率器件经历了几次更新换代，目前开关速度更快，控制更容易的全控型功率器件MOSFE和TIGBT成为主流。功率器件控制条件的变化和微电子技术的应用也使新型的电动机控制方法能够得以实现。脉宽调制控制方法（PWM和SPWM），变频技术在直流调速和交流调速中获得了广泛的应用。永磁材料技术的突破与微电子技术的结合又产生了一批新型的电动机，如永磁直流电动机、交流伺服电动机，开关磁阻电动机、超声波电动机、专为变频调速设计的交流电动机等。直流电动机是人类最早发明和应用的一种电机。与交流电机相比，直流电动机因结构复杂、维护困难、价格较贵等去诶按制约了它的发展，应用不如交流电机广泛。但由于直流电动机具有优良的起动、调速和制动性能，因此在工业领域中仍再有一席之地。1.2国内外发展现状电力电子技术、功率半导体器件的发展对电机控制技术的发展影响极大，它们是密切相关、相互促进的。近30年来，电力电子技术的迅猛发展，带动和改变着电机控制的面貌和应用。驱动电动机的控制方案有三种：工作在通断两个状态的开关控制、相位控制和脉宽调制控制，在单