基于ARM的电动机控制技术研究

基于ARM的电动机控制技术研究11目录目录......................................................................1摘要......................................................................2引言......................................................................3第一章电动机技术基础........................................................41.1电动机的发展与分类.....................................................41.1.1发展历程...........................................................41.1.2电动机的种类.......................................................41.2电动机的结构及原理.....................................................71.2.1直流电机的结构及工作原理...........................................71.2.2三相异步电动机的结构和工作原理.....................................81.3三相异步电动机的调速方法及特点.........................................9第二章ARM技术基础.........................................................132.1ARM的发展及处理器分类................................................132.1.1ARM简介..........................................................132.1.2ARM在电动机控制系统中的应用......................................152.1.3ARM处理器的分类..................................................162.2ARM集成开发环境......................................................16第三章电动机驱动控制系统...................................................183.1电动机控制系统驱动器主电路的构成......................................183.1.1交--直部分........................................................183.1.2直--交部分........................................................193.2PWM调试方法与技术....................................................21第四章基于ARM的电动机的控制系统...........................................224.1步进电动机的驱动控制电路设计..........................................224.2基于ARM的直流电动机的调速系统........................................264.2.1系统硬件设计......................................................264.2.2系统的软件设计....................................................27第五章全文总结.............................................................30致谢........................................................错误!未定义书签。参考文献....................................................................3122摘要摘要：通过在公司的实习，对机械的深层次了解，认识到电动机在工业生产中的重要地位。作为工业动力的基础，电动机的控制显得至关重要，对机械的性能优化、生产率的提高等起着很大的作用，基于ARM这种嵌入式芯片的电动机控制越来越显示出其强有力的发展态势，在国内外都已被广泛的应用到工业生产中。在此基础上简单的对ARM的电动机控制做了简单分析与研究，主要简单的阐述了电动机的发展，工作原理以及ARM在电动机中的控制应用。关键词：ARM、电动机控制、机械Abstract:throughtheinternship,inthecompanyofdeepunderstandingofmechanical,realizemotorintheimportantpositionofindustrialproduction.Asthefoundation,motorpowerindustrycontroliscriticalformechanicalperformance,productivityimprovement,etc,andoptimizeplaysabigrole,basedontheARMoftheembeddedchipandmotorcontrolshoweditspowerfuldevelopmentsituationathomeandabroad,hasbeenwidelyappliedtoindustrialproduction.OnthebasisoftheARMofthesimpleelectricmotorcontroltoasimpleanalysisandresearch,mainlysimpledescribesthedevelopmentofmotor,workingprincipleandapplicationofmotorcontrolintheARM.Keywords:theARM,motorcontrolandmachinery33引言现代工业生产中，电动机广泛应用于机械、化工、冶金、纺织、军工等重要行业，可以说大多数生产机械都要采用电力拖动，因此有效的控制电动机，提高其性能，具有十分重要的现实意义。从1991年ARM公司成立于英国Cambridge以来，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各方面，基于ARM的电动机控制系统已经成在各种高精度场合开始研究和应用，展现出强大的优势和良好的前景。在公司的实习学习中认识到了这种技术的广阔前景，国外已广泛的开发应用，国内虽然已经重视起来，但是发展很不平衡。在南方经济基础良好的地方已经得到应用，其他地区却发展部够好，工业的发展要求必须加快技术的进步。对于基于ARM的电动机控制技术，本文在对这种技术有所认识的基础上进行了简单的研究。主要讲了电动机的应用，ARM的发展,用ARM来控制电动机，更好利用电动机为工业服务。基于ARM的电动机控制只是电动机控制系统的一个方面，在自己本专业所学知识与实习所接触了解的一点知识范围内简单的浅述。其他，电动机还有基于PLC、单片机等控制系统，在工业生产中也得到广泛的应用，本文就不做阐述。44第一章电动机技术基础1.1电动机的发展与分类1.1.1发展历程电动机的发展与科学技术的进步是相辅相成的，1831年法拉第发现了电磁反应定律，从此以后，各种类型的电动机不断被发明并广泛应用于我们的生产和生活中，同时也加速了人类社会工业化的进程与技术的进步。进入20世纪以后，随着新型电磁材料的不断发展以及其他科学与技术的进步，人们在降低电动机生产工艺等方面进行了大量的工作，推动着电动机向大功率、高功率密度、低噪音、无电磁干扰和高效率、高可靠性绿色电动机和环保电动机的方向发展，而且交流电动机取代直流电动机也成为必然趋势。到目前为止，电动机的种类和功能已经相当的丰富，并朝着高性能、智能化、微型化和网络化的方向发展。国内电动机制造业也经历了一个从无到有、不断壮大的发展过程。建国以来，通过广大工程技师人员的不懈努力，在非常落后的基础上，逐步建立起较为完善的电动机制造体系。取得了举世瞩目的成就，为工业的发展和人民的生活水平提高做出了巨大的贡献。1.1.2电动机的种类1．按工作电源分类：根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。2．按结构及工作原理分类：电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动55机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。3．按起动与运行方式分类：电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。4．按用途分类：电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。5．按转子的结构分类：电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。6．按运转速度分类：电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。ａ．低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。ｂ．调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。按基本结构和工作原理分类，电动机课分为四大类：直流电动机、变压器、感应电动机、同步电动机等。具体的电动机主要种类：1.直流电动机①他励直流电动机②串励直流电动机③并励直流电动机④复励直流电动机662.交流电动机①感应电动机Ⅰ三相笼型异步电动机Ⅱ三相绕线式感应异步电动机Ⅲ单相异步电动机②同步电动机Ⅰ三相同步电动机Ⅱ单相同步电动机3.控制电机①伺服电动机②力矩电动机③直线电动机④步进电动机⑤测速电动机⑥自整电动机⑦旋转变压器我国的电机类型代号采用汉语拼音字母来表示各种不同类型的电机，如表1.1所示。序号电机类型代号1异步电动机Y2同步电动机T3同步发电机TF4直流电动机Z5直流发电机ZF6测功机C7交流换向器电动机H8潜水电动机Q9纺织用电机F771.2电动机的结构及原理1.2.1直流电机的结构及工作原理结构：直流电机根