空心杯电机使用闭环控制器,其硬件包含PWM驱动电路、转速检测电路、液晶显示电路和USB转串口电路等。
控制器与上位机通过串口通信,接收转速指令和控制参数。电机的实际转速通过转速检测电路捕获,并与期望转速比较。
系统根据速度差异,利用前馈PI控制算法输出PWM信号,通过驱动电路控制电机转速。液晶显示器通过SPI接口显示实时转速。
PWM驱动电路设计
PWM驱动电路采用双通道桥式电机驱动器DRV8833,具有两个H桥驱动器,能同时驱动两个直流电机。
每个H桥由N沟道功率MOSFET组成,构成H桥驱动电机线圈。通过调整PWM占空比,控制电机端电压和转速。在本设计中,两个通道并联,以提高驱动电流,适应单个直流电机的驱动需求。
转速检测电路设计
转速检测电路通过在电机转轴上固定的轮齿来捕捉脉冲,轮齿上分布4个错开的齿,与光耦合器配合,电机每转一周产生4个脉冲,用以代表实际转速。
控制器具备节能、灵敏控制和稳定运行等特点,并实现了对电机转速的快速精确闭环控制。为达成这一目的,控制器集成了串口通信、转速实时采集、前馈PI控制和液晶显示等多功能。
总结:
尽管空心杯电机具有独特的无铁芯结构,其调速原理与传统电机不同,但像普通有铁芯电机一样,仍需定期检修和维护。
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