电动机驱动子系统|机械问题的建模与控制补偿

驱动电路是根据原系统可逆桥式电路的设计思想，基于PWM波直流调速的基本原理而设计的。驱动部分为模拟电路和逻辑控制电路，两部分相互独立。下面以1号电动机为例，分析其逻辑控制功能及电动机的驱动功能的实现，如图8-7所示。

图8-7 驱动电路图

PWM信号与方向控制信号通过上拉电阻分别从74LS240的2号、4号引脚接入，通过74LS240的反向作用从18号、16号引脚输出，与与门74LS09及非门74LS06的输入端相连。当PWM信号与方向控制信号分别为0、0时，与门74LS09及非门74LS06输入分别为：

74LS06-3：174LS06-4：0 74LS06-5：074LS06-6：1

74LS09-1：174LS09-2：1 74LS09-3：174LS09-4：1

74LS09-5：074LS09-6：0通过电阻R44-R47及U27U28电阻排的上拉作用，到达晶体管基极的电流方向分别为：Q33流出，Q34流入；Q45流入，Q46流出，因此判定晶体管Q34、Q46导通，Q33、Q45截止。此时电动机导通，开始工作，电流从电动机的2号引脚流向1号引脚。(www.xing528.com)

当PWM波位改变而方向控制位不发生变化时，即74240的2号引脚为1，4号引脚仍保持0时，其逻辑门的各引脚电平为：

74LS06-3：174LS06-4：074LS06-5：074LS06-6：1

74LS09-1：174LS09-2：074LS09-3：074LS09-4：0

74LS09-5：074LS09-6：0晶体管基极的电流方向分别为：Q33流出，Q34流出；Q45流入，Q46流出，因此判定晶体管Q46导通，Q33、Q34、Q45截止。此时电动机无电流通过，停止工作。

同理，当方向控制信号改变时，晶体管Q33、Q45导通，Q34、Q46截止，电流从电动机的1号引脚流向2号引脚。此时，电动机反向运动。反映到电动机两端的波形为幅值为24V，占空比与输入占空比相反的PWM波。

通过改变输入端PWM波控制信号的高低电平，就可以控制桥路的导通与否，进而控制电动机的开关；通过改变PWM波控制信号的占空比，就可以控制桥路的导通时间，进而控制电动机的开关时间。由于PWM信号为20kHz的循环方波，切换频率极快，从宏观上来根本无法观察到电动机的起停，只能看到电动机的转速发生变化。至此，通过PWM信号与方向控制信号的电平变化，实现了对电动机的转速和方向进行控制。