直流電機控制原理,直流電機控制器電路原理圖-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-09-27
直流電機控制將直流電源的電能轉換為機械能的機電裝置。它通過控制電流方向和大小，來改變電機的轉速和轉矩。
直流電機控制的基本原理可以歸納為電流控制和轉矩控制。在電流控制方面，采用調節電機輸入電流的方法來實現轉速和轉矩的控制。
其中，調節輸入電流的大小可以通過改變電源電壓、電阻、或者采用PWM(脈寬調制）技術進行控制。
而在轉矩控制方面，通過改變電機的電勢(反電勢)來控制電機的轉矩輸出。直流電機的轉速和轉矩與輸入電流之間存在一定的數學關系。
通常情況下，直流電機的轉速與輸入電壓成正比，轉矩與輸入電流成正比。因此，在控制直流電機的轉速和轉矩時，可以通過調節輸入電壓和電流的大小來實現。
直流電機控制器的基本功能：速度控制、方向控制、電流限制、欠壓保護、電機運行狀態檢測等。
控制電路通常由一個電子控制器、一個電源和一個電機組成，電子控制器通常采用微控制器、單片機、邏輯門電路等控制元件，根據輸入信號，通過PWM（脈寬調制）控制電壓大小、頻率、占空比等參數的變化，從而調節電機的運行狀態。
直流電機控制器可以分為無刷電機和有刷電機控制器，其中，有刷電機控制器通過改變電機和電源之間的電流和電壓來控制電機的轉速、方向和啟停。而無刷電機控制器則可以實現更加精細的控制。
直流電機控制器廣泛應用于各種機器和設備中，在機床、印刷、風機、壓縮機、輸送機等領域都有著重要的應用。同時，隨著技術的不斷進步，直流電機控制器在電動汽車、太陽能和風能轉換等領域也得到了廣泛應用。
采用NE555的直流電機控制器電路圖
這里顯示了使用 NE555 的簡單直流電機控制器電路。這里已經發布了許多直流電機速度控制路，但這是第一個使用 NE555 定時器 IC 的電路。除了控制電機速度之外，還可以使用該電路改變其旋轉方向。
該電路的核心是基于定時器NE555的PWM電路。 NE555 作為一個非穩態多諧振蕩器接線，其占空比可以通過改變 POT R1 來調整。 IC1 的輸出耦合至晶體管 Q1 的基極，晶體管 Q1 根據其基極提供的 PWM 信號驅動電機。占空比越高，電機的平均電壓就會越高，從而導致電機速度越高，反之亦然。直流電機方向的改變是通過使用 DPDT 開關 S1 來實現的，該開關在應用中僅切換應用于電機的極性。
使用LM3578的直流電機速度控制器電路圖
直流電機速度控制電路采用IC LM3578開關穩壓器設計，該IC可用于DC到DC電壓轉換，例如降壓、升壓和逆變應用。
LM3578A可輕松適應各種直流到直流電壓轉換設置，包括降壓、升壓和反相配置。值得注意的是其獨特的比較器輸入級，具有用于反相和非反相輸入的單獨引腳，以及每個輸入的內部 1.0V 參考電壓。
這一特性簡化了電路設計和 PCB 布局。輸出支持高達 750 mA 的電流，擁有集電極和發射極輸出引腳，增強了設計靈活性。外部電流限制端子可適應接地或 Vin 端子，具體取決于應用。
此外，LM3578A 還集成了一個板載振蕩器，有助于輕松調整開關頻率（從 <1 Hz 到 100 KHz）與單個外部電容器。該 IC 采用 PDIP/SOIC 封裝，工作電壓范圍為 2V 至 40V。
直流電機與直流電源和輸出驅動器 IRF 540 MOSFET 連接，二極管 D1 提供反電動勢保護，MOSFET 柵極端子由 LM 3578 引腳 5 的輸出信號驅動，引腳 8、7 和引腳 6 短接LM3578 的 1、3 腳與地電源連接在一起，C1、C2、R2 元件連接在引腳 1、3 和地之間，LM3578 的引腳 2 與 R1 和可變電阻 VR1 連接，通過改變 VR1 可以改變直流電機的轉速。
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