徐敬成，凌云*，李明，侯文浩

(1.湖南工业大学电气与信息工程学院，湖南 株洲 412007；2.湖南工业大学理学院，湖南 株洲 412007)

0 引言

在电力拖动系统领域，直流电机以其优越的动、稳态性能得到了广泛的应用[1-3]。早期的直流电机调速控制往往由许多模拟分立器件构成，导致在误差和精度方面存在一系列短板。随着数字化直流调速系统的迅速发展，大量的数字芯片不断涌现，其控制算法也不断被研发出来，使得直流电机的调速控制有了质的飞跃，结构简单，稳定可靠，操作维护方便，运行精度提高[4]。

随着直流电机在工业、交通、航空、化工、机械、纺织、农业等各个领域中不断普及，在一些对于电机转速、内部电流等要求较高的行业场所，直流电机的周边配套设备还需要进一步完善。另外直流电机构造简单，有的时候忽略了调速系统的升级优化，导致电机磨损严重，寿命缩短。如何推广成本低、性价比高的直流调速方案显得尤为重要。

采用PWM技术可以有效提高直流调速系统响应速度和调速精度，与常见的晶闸管调速方案相比，其硬件投入少、结构简单[5-7]。另外由于PWM波脉动量小且连续，可以不必外加滤波环节。PWM调速原理是通过改变占空比来对脉冲宽度进行调制，从而改变平均电压值，配合储能元件即可改变电枢电压幅值，达到改变直流电机转速的目的。

本文通过优化算法和简化硬件的方式对PWM调速系统进行改良，设计了一套简单高效的直流电机PWM调速系统，能够在电机调速过程中实施过流保护，同时能够将转速快速限定在给定值周围。……