直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制可分為勵(lì)磁控制法與電樞電壓控制法。勵(lì)磁控制法用得很少，大多數(shù)應(yīng)用場合都使用電樞電壓控制法。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，改變電樞電壓可通過多種途徑實(shí)現(xiàn)，其中脈沖寬度調(diào)制 (PWM)便是常用的改變電樞電壓的一種調(diào)速方法。其方法是通過改變電機(jī)電樞電壓接通時(shí)間與通電周期的比值(即占空比)來調(diào)整直流電機(jī)的電樞電壓U，從而控制電機(jī)速度，下面就來給大家說說。

PWM的核心部件是電壓-脈寬變換器，其作用是根據(jù)控制指令信號(hào)對(duì)脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制，以便用寬度隨指令變化的脈沖信號(hào)去控制大功率晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)電樞繞組兩端電壓的控制。

三角波發(fā)生器用于產(chǎn)生一定頻率的三角波UT，該三角波經(jīng)加法器與輸入的指令信號(hào)UI相加，產(chǎn)生信號(hào)UI+UT，然后送入比較器。比較器是一個(gè)工作在開環(huán)狀態(tài)下的運(yùn)算放大器，具有極高的開環(huán)增益及限幅開關(guān)特性。兩個(gè)輸入端的信號(hào)差的微弱變化，會(huì)使比較器輸出對(duì)應(yīng)的開關(guān)信號(hào)。一般情況下，比較器負(fù)輸入端接地，信號(hào)UI+UT從正端輸入。當(dāng)UI+UT>0時(shí)，比較器輸出滿幅度的正電平;當(dāng)UI+UT0時(shí)，比較器輸出滿幅度的負(fù)電平。

電壓-脈寬變換器對(duì)信號(hào)波形的調(diào)制過程如圖2所示。由于比較器的限幅特性，輸出信號(hào)US的幅度不變，但脈沖寬度隨UI的變化而變化，US的頻率由三角波的頻率所決定。

當(dāng)指令信號(hào)UI=0時(shí)，輸出信號(hào)US為正負(fù)脈沖寬度相等的矩形脈沖,首先由單片機(jī)發(fā)出電機(jī)邏輯控制信號(hào)，主要包括電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向信號(hào)Dir，電機(jī)調(diào)速信號(hào)PWM及電機(jī)制動(dòng)信號(hào)Brake，然后由TL494進(jìn)行脈寬調(diào)制，其輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)H橋功率電路來驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)。其中H橋是由4個(gè)大功率增強(qiáng)型場效應(yīng)管構(gòu)成的，其作用是改變電機(jī)的轉(zhuǎn)向，并對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大。

在實(shí)現(xiàn)電機(jī)PWM控制的電路中，本系統(tǒng)選用TL494芯片，其內(nèi)部電路由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、振蕩電路、間歇期調(diào)整電路、兩個(gè)誤差放大器、脈寬調(diào)制比較器以及輸出電路等組成，TL494芯片廣泛應(yīng)用于單端正激雙管式、半橋式、全橋式開關(guān)電源。集成了全部的脈寬調(diào)制電路。片內(nèi)置線性鋸齒波振蕩器，外置振蕩元件僅兩個(gè)(一個(gè)電阻和一個(gè)電容)。內(nèi)置誤差放大器。內(nèi)止5V參考基準(zhǔn)電壓源?？烧{(diào)整死區(qū)時(shí)間。內(nèi)置功率晶體管可提供500mA的驅(qū)動(dòng)能力。推或拉兩種輸出方式。