Плавный пуск двигателя постоянного тока по системе "Широтно-импульсный преобразователь - двигатель постоянного тока" (стр. 3 из 6)
Неиспользуемый порт RE запрограммирован на вход линии и подключены на общий корпус, для снижения общего энергопотребления микросхемой. Ввод информации пользователем осуществляется через клавиатуру, состоящую из 4 кнопок SB1 – SB4.
Выбор контактов RB4 - RB7 (к которым подключена клавиатура) обусловлена тем, что по входам RB4 – RB7 в PIC контроллере существует встроенная опция формирования прерывания при изменении уровня на данных линиях ввода. Входные линии подтянуты к высокому уровню через резисторы R12 – R15. Значения резисторов принимаем следующие: МЛТ 0.125 10кОм ±10% с учетом этого высокий уровень является не активным, что соответствует не нажатой ни одной клавиши. В случае нажатия какой-либо кнопки SB1 – SB4 входной уровень линий RB4 – RB7 изменится на низкий, что будет причиной возникновения прерывания подпрограммы обработки клавиатуры. Дребезг контактов клавиатуры аппаратно не осуществляется, и реализуется программным способом.
Для визуального отображения информации пользователю в состав системы управления входит светодиодная матрица индикации VD6 – VD9. С учетом того, что нагрузочная способность по току линий вывода PIC контроллера должна быть не более 20 mA, выбираем светодиоды АЛ 307, с током свечения 10 mA.
Ограничительные резисторы принимаем следующего значения: МЛТ 0.125
Сигнал ШИМ формируется на контактe RC2 и подается через ограничительный резистор R4 на силовой ключ преобразователя.
Питание микросхемы осуществляется от стабилизирующего источника “+5” В и подается на ножки VDD и общий вывод VSS. Конденсатор С3 выполняет роль фильтра высокочастотных помех, и находится в непосредственной близи от ножек питания микроконтроллера.
Рисунок 3.3 Система управления транзистором
3.5 Принципиальная электрическая схема драйвера управления
Рисунок 3.4 Драйвер управления
4. Расчет схемы замещения
Упрощенная эквивалентная схема замещения двигателя постоянного тока приведена на рисунке 4.1
Рисунок 4.1 Схема замещения двигателя
Определим номинальную скорость вращения якоря исходя из каталожного значения частоты вращения
; (4.1) 
рад/с;Активное сопротивление якорной обмотки:
; (4.2)где
для двигателей постоянного тока независимого возбуждения; 
для двигателей постоянного тока смешанного возбуждения. 
для двигателей постоянного тока последовательного возбуждения.Принимаем
Индуктивность обмотки якоря определяется в соответствии с формулой Уманского:
; (4.3)где k = 0.2 – 0.25 для компенсированных машин;
k = 0.5 – 0.6 для некомпенсированных машин.
Принимаем k = 0.25
Гн;Момент инерции для машины постоянного тока составляет
кг м2(4.4) 
;Номинальный коэффициент потока
; (4.5) 
;Таблица 4.1 Параметры двигателя
| Параметры двигателя | |
| Тип двигателя | ДПУ 240 1100 3 Д4109 |
| Номинальная мощность |  кВт |
| Номинальное напряжение | Uн = 110 В |
| Номинальный ток | IН = 12.5 А |
| Номинальный момент | MН = 3.5 н м |
| Номинальная частота вращения якоря | nн = 3000 об/мин |
| Активное сопротивление якорной обмотки |  Ом |
| Индуктивность обмотки якоря |  Гн |
| Момент инерции |  |
5. Статические характеристики системы ШИП – ДПТ
В проектируемом лабораторном стенде напряжение подаваемое на якорь двигателя подается импульсным методом, когда двигатель периодически подключается к источнику питания и отключается от него. При широтно-импульсном регулировании период коммутации “Tk” остается постоянным, а изменяется время “t0” замкнутого состояния ключа скважность
Среднее значение напряжения на якоре при ШИМ равно:
; (5.1)Уравнение механической характеристики двигателя для средних значений угловой скорости и момента имеет вид:
; (5.2)Механическая характеристика будет представлять собой семейство характеристик при изменяющемся значении скважности
. Зависимости 
при разных значениях скважности сведены в таблицах.Таблица 5.1 Зависимость
при 
 | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 314 |
| М | 13.5 | 11.84 | 10.22 | 8.6 | 6.99 | 5.32 | 3.4 |
Таблица 5.3 Зависимость
при 
 | 0 | 50 | 100 | 130 | 180 | 220 | 250 |
| М | 8.07 | 6.45 | 4.84 | 3.84 | 2.25 | 0.96 | 0 |
Таблица 5.4 Зависимость
при 
 | 0 | 40 | 70 | 100 | 120 | 140 | 166 |
| М | 5.38 | 4.1 | 3.11 | 2.15 | 1.5 | 0.86 | 0 |
Таблица 5.5 Зависимость
при 
| | 0 | 15 | 30 | 50 | 60 | 70 | 83 |
| М | 2.69 | 2.2 | 1.72 | 1.07 | 0.75 | 0.43 | 0 |
Рисунок 5.1 Механические характеристики
Уравнение скоростной характеристики двигателя для средних значений угловой скорости и момента имеет вид:
; (5.3)Скоростная характеристика будет представлять собой семейство характеристик при изменяющемся значении скважности
. Зависимости 
при разных значениях скважности сведены в таблицах.Таблица 5.6 Зависимость
при 
 | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 440 |
| I | 54 | 46.8 | 39.5 | 32 | 24.8 | 17.5 | 0 |
Таблица 5.7 Зависимость
при 
 | 0 | 90 | 135 | 180 | 225 | 270 | 354 |
| I | 43.3 | 32.4 | 27 | 21.3 | 15.8 | 10.3 | 0 |
Таблица 5.8 Зависимость
при