6  总结与展望 18

6。1 本文工作总结 18

6。2 未来工作展望 18

致 谢 19

参考文献 20

附录 本系统软件实现的主函数 21

1 绪论

本章从电动机发明的说起，阐明了电动机耗电占总体工业用电的巨额比重，由此引 出研发新的节能电机的重要意义。接下来，本章介绍了国内外节能变频电机的研究现状， 以及使用 PWM 波形调频的研究趋势，最后给出论文全文的主要结构。

1。1 研究背景和意义

奥斯特发现通电导体在磁场中可以发生偏转后，法拉第于 1821 年发明了世界上第 一台电动机，从此开启了人类使用电驱动机械运动的时代。

电机机按照工作电源可分为直流电动机以及交流电动机两种，其中直流电机最早出 现并应用。直流电机凭借其优越的制动与调速能力，目前已被广泛应用于机械化、自动 化工业生产，交通运输，家庭民用等多种领域。据统计，全国每年发电的七成用于工业 用电，而工业电动机的用电又几乎是占总工业用电的七成，由此可见，电动机的应用在 工业生产中发挥着举足轻重的作用。如此一来，想要实现工业生产节能，必须要着重提 高电机的节能效率。

为贯彻落实出台的《“十二五”节能环保产业规划》，我国高度重视工业领域电动 机的节能环保问题。据中国高效节能电机行业分析，我国电动机的总装机量已超过四亿 千瓦，年耗能近万亿千瓦，占总工业用电的 80%左右。如果把全国一半的电动机效率提 高 10%，全国每年至少可以节约 100 亿千瓦。[1]由此可见，电动机节能行业潜力巨大， 必须被重视。目前，提高电动机效率主要有两种方式，其一是使用变频调速电机，其二 是使用高效电机。

针对调频电机，可以通过改变电机的内阻或者电机两端的电压来实现调速。然而， 随着工业生产对调频要求的提高，普通的调速方法已经不能满足工业生产，直到 PWM 调速技术出现。PWM 调速，又名脉冲宽度调制。由于 PWM 系统电路简单，所需元器 件较少，而且容易二进制化，与目前使用较多的数字电路系统相匹配，故而 PWM 调速 在工业生产中推行地非常快。简单地说，PWM 调速技术是通过控制半导体开关的正常 工作或者截止，从而控制直流电源的变化，使直流电压呈现为脉冲式的信号。由此，可 以调整半导体开关的通断间歇时间，来改变输出的平均电压。

同时，由于计算机控制技术的高速发展，利用微型计算机控制直流电机的理论已日 趋成熟。单片机具有体积小重量轻，价格低廉等多种优势。使用单片机控制直流电机调 速稳定性高，能耗低。

因此，本文提出了一种基于 MSP430 F149 单片机的直流电机调速系统，该系统利文献综述

用单片机生成可调 PWM 波，驱动 L298N 电动芯片，从而控制直流电机的转速、正反 转等等。PWM 技术不仅能够实现连续调速，而且调节耗时少，精度效果好，同时还能 节约能源。

1。2 国内外研究现状

1。3 本文内容及结构安排

本文的主要工作围绕使用 MSP430 F149 单片机 产生 PWM 波形，驱动 L298N 电动 机芯片，实现对直流电机进行正反转调速控制，兼有加减速按键、停止启动按键和正反 方向选择键。本文研究了 PWM 波形产生的原理，绘制了单片机与芯片的硬件电路原理 图，最后给出了电机正反转、无级平滑调速的软件程序实现方案。论文的主要结构如下：