内容发布更新时间 : 2024/12/23 16:22:11星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

7 结论

7.1本次设计实验结果及分析

(一)转速、精确度、占空比的分析

本次设计所用电机的额定转速为2700r/min，由于实际条件的限制，实验中不能给电机加固定的负载，所以只能测出空载转速。

由于电动机存在“电枢反应” ，所以在正、反转时转速值不一样。正转时，电动机空载最高转速为3216 r/min，反转时为3600 r/min。表6-1列出了空载时显示电路的转速值与手持数字转速表所测转速值的比较，并且计算出了此测速软件的精确度。

表6-1 显示电路转速值与手持数字转速表测速值的比较 显示电路转速值手持数字转速表测速电压值（V） 精确度（r/min） （r/min） （%） 正转 反转 正转 反转 正转 反转 3216 3104 3072 2992 2768 2544 2000 1744 3600 3424 3408 3280 2912 2660 2240 2000 3224 3103 2950 3015 2750 2510 1870 1440 3580 3417 3390 3289 2880 2671 2070 1900 20 19.3 19.2 18.7 17.1 15.7 14.1 10.9 -21.2 -19.8 -19.7 -18.9 -16.8 -16.1 -13.7 -12.5 99.7 99.9 99.8 99.5 99.4 97.2 93.2 87.0 占空比 0.89 0.82 0.81 0.78 0.71 0.59 0.57 0.49 占空比计算：正反转的电压平均值除以24。

由表6-1可以看出，在额定转速以上，测速的精确度比较高，低于额定值后，随着转速的降低，测速的精确度就会明显降低。因为调速的过程中，随着PWM脉宽（即占空比）的逐渐的调小，转速的误差就会逐渐增大，当转速低于1000r/min时，加之霍尔传感器的误差大，转速将很快降为0，这也验证了M法测速原理只能用于高速度测量，而不适用于低速测量。

M法测速的分辨率为：Q?60(M1?1)60M16060????16

ZTcZTcZTc3?1.25根据表6-1所测转速数据，可以绘出调速系统n随u变化的曲线，如图6-11

所示。从图中可以看出，只要加在电动机电枢两端的电压改变了，电动机的转速就会改变，这也是直流电动机常用的一种调速方法—调电压调速。直流电动机PWM调速，从本质上讲就是调电压调速，通过改变PWM脉冲信号的脉冲宽度（即调节占空比），来改变达林顿管的通断时间，从而来改变加在电动机两端的电压值。

n(r/min)4000?????3000??2000????????25?20?100102025U(V)图6-11 调速系统n随u变化曲线

（二）霍尔传感器输出脉冲频率的分析

由M法测速原理可知，霍尔传感器输出脉冲频率为：f1=M1/Tc，表6-2给出了在所测转速下对应的传感器输出脉冲的频率

表6-2 霍尔传感器输出脉冲频率 高速计数器 传感器输出脉冲频率 脉冲数(M1) （Hz） 正转 603 582 576 561 519 477 375 327 反转 675 642 639 615 546 499 420 375 正转 160.8 155.2 153.6 149.6 138.4 127.2 100 87.2 反转 180 171.2 170.4 164 145.6 133 112 100 显示电路转速值（r/min） 正转 3216 3104 3072 2992 2768 2544 2000 1744 反转 3600 3424 3408 3280 2912 2660 2240 2000 误差率 δmax（%） 0.15 0.16 0.17 0.17 0.19 0.21 0.25 0.28 由表6-2可以看出，随着转速的降低，霍尔传感器输出的脉冲频率也降低；误差率?max与Tc时间内所测取的脉冲个数M1成反比，即转速越低，M1越小，误差率越大。

7.2本控制系统特点

本次论文中所编写的控制系统的三大部分程序完成了最初的设计控制任务，并配合硬件电路，用所编程序实现了S7-200 PLC控制直流电机（DC 24V/100W）的PWM调速、转速检测与显示的实际操作控制。

该系统由于采用PLC代替了传统的继电器，减少了维修量且运行更安全可靠；运行程序存在于PLC中，可随时通过计算机对其进行修改；PWM波的频率输出范围宽，占空比和输出脉冲宽度可以编程调整，灵活易懂，并且具有硬件启、停控制功能，所以使用简单方便，性能可靠，可满足一般的变频调速系统要求，特别适合小型工业环境下的设备控制，具有一定的实用性。