日期：2022-08-26 11:50:23瀏覽量：95136
2.PWM控制
PWM(脈沖寬度調(diào)節(jié))控制，雙軸減速電機的速度調(diào)節(jié)通常采用橋式驅(qū)動電路，非常簡單，調(diào)速范圍大。其原理是直流斬波原理。如圖1所示，如果S3.S4關(guān)斷，S1.S2受PWM控制，假設(shè)高電平導(dǎo)通，忽略開關(guān)管道損耗，一個周期內(nèi)的導(dǎo)通時間為t，周期為T，如圖6所示，電機兩端的平均電壓為：U=Vcct/T=αVcc，其中，α=t/T稱為占空比，Vcc電源電壓(電源電壓減去兩個開關(guān)管的飽和壓降)
雙軸減速電機的速度與電機兩端的電壓成正比，電機兩端的電壓與控制波形的占空比成正比。因此，電機的速度與占空比成正比。占空比越大，電機轉(zhuǎn)動越快。當占空比時α=1時，電機轉(zhuǎn)動最大。
PWM通過模擬電路或數(shù)字電路，例如555構(gòu)成的觸發(fā)電路，可以實現(xiàn)控制波形的實現(xiàn)。但是，該電路的占空比不能自動調(diào)整，也不能用于自動控制小車的調(diào)速。目前，大多數(shù)單片機都可以直接輸出這個PWM波形，或者通過時間模擬輸出，最適合小車的調(diào)速。我們使用的是凌陽公司SPCE061單片機，它是16位單片機，最高頻率達到49MHz，可提供2路PWM直接輸出，頻率可調(diào)，占空比16級可調(diào)，控制電機調(diào)速范圍大，使用方便。SPCE061單片機有32個I/O口中有兩個獨立的計數(shù)器，可以模擬任何雙軸減速電機頻率.隨意調(diào)整占空比PWM用于控制電機調(diào)速的信號輸出。
在實際生產(chǎn)過程中，我們認為控制信號的頻率不需要太高，一般在400Hz以下是合適的。16級調(diào)速比也能滿足調(diào)速要求。在汽車行駛過程中，空占比不宜過高，16級調(diào)速比也能滿足調(diào)速要求。在汽車行駛過程中，空占比不宜過高，速度過慢是浪費時間。此時，圖6可以根據(jù)具體情況緩慢調(diào)整。2003年“簡單智能電動車”在實際生產(chǎn)中，我們的汽車驅(qū)動信號占空比一般在8/16以下。
3.通過軟件避免直通短路
從之前的分析可以看出，在橋式驅(qū)動電路中，由于開關(guān)管的開關(guān)時間，存在上下橋臂直通短路的問題。直通短路的存在容易使開關(guān)管發(fā)熱，嚴重時會燒壞開關(guān)管。同時，它也增加了開關(guān)管的能量損失，浪費了汽車寶貴的能量。由于許多集成驅(qū)動芯片都有內(nèi)置的死區(qū)保護(例如LMD18200)，這里主要介紹在制作驅(qū)動電路時，使用雙軸減速電機開關(guān)管等分立元件和沒有死區(qū)保護的集成芯片增加死區(qū)的方法。
死區(qū)時間的問題只有在正轉(zhuǎn)變?yōu)榉崔D(zhuǎn)時才存在，但在正轉(zhuǎn)啟動或反轉(zhuǎn)啟動時不存在，因此不需要糾正。如果開關(guān)管的開啟和關(guān)閉時間很小，或者在硬件電路中添加延遲鏈路，則可以減少開關(guān)管的損耗和熱量。當然，最好的方法是通過軟件避免直接短路。操作簡單，控制靈活。通過軟件實現(xiàn)死區(qū)時間意味著在突然改變方向時插入延遲鏈路，然后在開關(guān)管關(guān)閉后打開應(yīng)該打開的開關(guān)管。圖7顯示了使用軟件糾正死區(qū)時間的流程圖。每次開關(guān)管改變方向時，不要立即切換方向，而是先關(guān)閉開關(guān)管一段時間，使其完全關(guān)閉，然后打開另一個雙軸減速電機開關(guān)管。此關(guān)閉時間由單片機軟件延遲實現(xiàn)。
4．總結(jié)
以上主要分析了電機的全橋驅(qū)動電路，這是雙軸減速電機調(diào)速中最常用的調(diào)速方法。目前市場上電機驅(qū)動的集成電路種類繁多，效率高，電路簡單，應(yīng)用廣泛，但其驅(qū)動方式大多與全橋驅(qū)動相同。PWM雙軸減速電機調(diào)速最常用的方法是控制方法配合橋式驅(qū)動電路。
