摘 要：直流电机是最早被发明并广泛使用的电机之一。虽然结构与交流电机相比，直流电机更为复杂，但最大的转矩以及启动转矩能够满足大部分系统的需求。调节电动机的转速也是关注的重点之一。本文首先对直流电机与转速控制系统的背景做了相关介绍，说明了直流电机与其转速调节系统的广泛应用，在多个领域为国民经济发展起到了重要意义。其次介绍了直流电机调速系统早期发展情况和发展现状，展现了我国虽较西方国家起步较晚但仍较快发展追赶的现状。然后介绍了直流电机最常用的调速技术之一的PWM脉宽调制调速技术，以及其与同步电机和异步电机的调速方式的区别和优缺点。在PWM调速技术的介绍方面则包括了传统PWM控制器和基于CPLD控制的直流电机PWM控制器。最后阐明对今后直流调速系统发展前景的展望。
关键词：PWM；直流电机；单片机；调速
课题研究的背景与意义
如今，自动控制系统广泛应用于工业自动化中：轧钢设备、机床设备、矿井设备、数控设备等等。这些设备的动力系统基本都是直流电机，因此直流电机在今天的产业领域中被广泛使用。直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调速范围广；过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求[1]。
转速测量的应用系统在工业生产、科技教育、民用电器等各领域的应用极为广泛，往往成为某一产品或控制系统的核心部分，其各种参数在不同的应用中有其侧重，但转速测量系统作为普遍的应用在国民经济发展中有重要的意义。随着电子技术发展，单片机技术和大规模可编程数字逻辑电路的普及，为转速仪表结构简单化提供了技术基础。
调节电动机的转速一直都是工业生产部门和电力系统关注的重点之一，一般采用固定调速或设计控制系统实现电动机调速。目前，调速系统分为两大类：一是直流电机的控制调速，因其优良的平滑特性、良好的运作和控制，是调速系统的主要形式;另一类是交流调速系统，但是在理论和实践方面还处于研究分析的起步阶段。
但调速方面却仍有待完善。计算机控制系统始终是电动机自动调速系统的主要组成部门，同样也可以对智能式亦或是通用式的PID调节器仪表实施相应的控制。伴随相关技术的成熟化发展，系统直流电机运行的可靠性明显增强，然而系统的灵活性不明显、调试的难度也较大，硬件部分较为复杂，在广泛应用直流电机控制技术方法产生了负面影响。由此可见，基于单片机深入研究并分析直流电机调速系统具有一定的现实意义，能够使结构得以简化，不断优化其智能化，促进可靠性与灵活性的全面提升。
随着自动控制技术、微电子技术及现代控制理论等的发展，PWM控制技术随之快速发展，其技术研究一直稳步前进[2]。
2 直流电机调速系统的研究现状
三十多年来，直流电机经历了重大的变革。首先，实现了整流器件的更新换代，以晶闸管整流装置取代了使用已久的直流发电机——动机机组及水银整流装置，使直流电机拖动完成了一次大的飞跃。同时，控制电路已实现高集成化，小型化，高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅度提高，应用范围不断扩大。由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，一般都采用直流电机拖动。直流调速技术迅速发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆、宽调速、高精度的电机拖动领域中一直居于垄断地位。
早期，直流传动的控制系统采用模拟分立器件构成，由于模拟器件有其固有的缺点，构成系统的器件较多,使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。随着单片机控制技术的发展，直流传动控制系统已经广泛使用单片机，实现了数字化控制[3]。
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