一种直流电动机控制电路的设计

2．3 主电路

直流电动机的转速通过测速发电机测得，当被控直流电动机的转速小于给定转速时，计算机经D／A转换器输出控制电压UK，再经R2~R5电平转换成UR输入至引脚9和引脚11，使引脚4导通。引脚4的导通信号经RC延时电路传输至IR2110(1)的引脚10和IR2110(2)的引脚12，分别使上通道引脚10和下通道引脚12导通。这时2片IR2110间的"H"桥电路中的VF1、VF2被触发导通，电路给电动机提供正向的电流，电动机升速。当被控直流电动机的转速大于给定转速时，UR使UC3637中的引脚7导通，引脚7的导通信号经RC延时电路传输至IR2110(1)的引脚12和IR2110(2)的引脚10，分别使下通道引脚12和上通道引脚1O导通。这时"H"桥电路中的VF4、VF3 被触发导通，流过电动机的电流反向，电动机降速。在控制电路输出的上、下通道输入信号的作用下，VF1、VF2和VF4、VF3交替轮流导通，实现直流电动机的调速。由于IR2110内部的驱动阻抗很小，直接用其驱动"H"桥中的MOSFET器件会引起快速开关，可能造成MOSFET漏源间电压振荡，从而损坏MOS管。所有，应在IR211O的输出端和MOS管之间串接1个约20 Ω的无感电阻。

当电动机电流增大而使RS上的电压达到该阈值时，C/L输出高电平，令SRA和SRB复位至低电平，进而AOUT和BOUT变为低电平，停止输出。


取Imax=8 A，则：RS=0．025Ω

2．5 实验验证

在某种舵系统实验中，选用额定工作电压为27 V，3W2111115679额定工作电流为1 A的永磁直流电动机，根据实验的不同要求，电机系统可完成阶跃、正弦等运动，采用精密电阻电位计检测电机位置，经A／D转换反馈到计算机中与给定控制信号经一种自适应变结构控制得到1个输出信号，再经D／A转换送至UC3637的PWM控制器中，驱动电动机到期望的位置。其中，信号的给定，反馈信号取样、控制算法及控制脉冲输出均由计算机完成。图3、图4分别表示系统的数字仿真与实验曲线，其中曲线1为实验曲线，曲线2为一种自适应变结构控制的数字仿真曲线。由图可知，运用该控制电路控制直流电动机是可行的。


3 结论

设计的直流PWM控制与驱动电路可用于控制直流电动机的速度控制和位置，具有良好的调速和驱动性能，可与不同的计算机控制算法相结合，从而实现不同的运动特性，具有一定的普适性。