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文档简介

1、单片机控制微型调速气泵的调速系统摘要：本文提出了无刷直流电机的可调速微型气泵的调速系统的单片机控制方案，由于采用了单片机作为控制系统的核心，通过软件来实现双闭环调速的控制，使调速性能得到提 高。通过恒载荷调速和变载荷恒速试验，表明单片机控制微 型调速气泵的调速系统具有良好的调速性能。关键词：单片机，微型调速气泵， 无刷电机， 调速，数字 PID 调节1、基本原理与结构 众所周知，各类微型气泵中，直流电机微型气泵的调速 性能就性价比而言是最理想的，但普通有刷电机气泵的电刷 （换向器 ）的寿命、维护、可靠性等问题没有得到很好解决， 因此，人们一直寻求一种既具有直流电机调速性能好，又不 受电刷技术限

2、制的新型可调速的微型气泵。随着单片机技术的不断成熟和价廉，单片机已广泛应用 于工业控制的各个环节。 本文方案在触发控制和管理 PID 调 节系统中都利用了单片机技术，本方案的结构框图如图所 示。管理 PID 调节单片机系统用于键盘的输入输出和显示 输出管理，以及调速算法的实现。调速算法的输入量为调速气泵的 FG 反馈脉冲信号，调速算法的输出为用于控制泵转 速的 PWM 信号。2、调速系统本系统的速度调节环采用数字 PID 调节，是一个双闭环 调节系统，调速控制单片机根据微型气泵反馈的 FG 信号来 确定转速变量，计算出相应的误差量和控制量来控制单片机 系统输出的 PWM 占空比，实现调速气泵的

3、调速、修正。速 度调节环能实现微型气泵电机转速迅速、准确地跟随给定转 速的变化，并使气泵电机转速不受其它因素的干扰影响。电 流调节环使电机转速不受负荷变化的影响。3、性能测试为了验证上述调速系统的各项性能， 采用 VLK4506 （进 口完整版）调速气泵与系统相连，测试了在不同负载情况下 的该微型气泵的性能。所用微型调速气泵 VLK4506 的参数 如下：电源，直流12V，空载峰值流量6L/min，极限真空度 45KPa，制造商：成都气海机电（因气海的调速气泵在高端 领域使用最广泛，故而采用它测试。目前还未见国外品牌有 配置无刷电机并且带 PWM 调速和 FG 反馈信号的微型气 泵）。3.1 、恒负载调速 在恒负载情况下，微型气泵的转速能平稳地调节到设定转速（由键盘设定 ），测试中可变速范围为 500rpm 到 2400rpm 。快 速拉升和快速下降 （转速变化在 200 转/10 秒以上 ）时，达到设 定转速时，转速波动 24次后进入恒速（设定转速）。在平稳 拉升和下降 （转速变化在 200rpm 以下 ）时，基本上没有转速波 动现象。3.2、变负载稳速 在微型气泵转速设定值不变的情况下，改变负载大小， 泵速的稳定性能良好。在负荷平稳变化（每 10 秒内平稳增加或减少当前载荷的

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