。

根據勵磁方式不同，直流電機分為自勵和他勵兩種類型。不同勵磁方式的直流電機機械特性曲線有所不同。對于直流電機來說，人為機械特性方程式為：

      （公式   1-1）

式中,—— 額定電樞電壓、額定磁通量；

,－－與電機有關的常數；

,——電樞外加電阻、電樞內電阻；

,——理想空載轉速、轉速降。

分析(1)式可得．當分別改變、 和時，可以得到不同的轉速，從而實現對速度的調節。由于=，當改變勵磁電流時，可以改變磁通量的大小，從而達到變磁通調速的目的。但由于勵磁線圈發熱和電動機磁飽和的限制，電動機的勵磁電流,和磁通量只能在低于其額定值的范圍內調節，故只能弱磁調速。而對于調節電樞外加電阻時，會使機械特性變軟，導致電機帶負載能力減弱。對于他勵直流電機來說，當改變電樞電壓時，分析人為機械特性方程式，得到人為特性曲線[1-2]。

如圖1-1所示。理想空載轉速隨電樞電壓升降而發生相應的升降變化。不同電樞電壓的機械特性曲線相互平行，說明硬度不隨電樞電壓的變化而改變，電機帶負載能力恒定。當我們平滑調節他勵直流電機電樞兩端電壓時，可實現電機的無級調速。基于以上特性，改變電樞電壓，實現對直流電機速度調節的方法被廣泛采用。改變電樞電壓可通過多種途徑實現，如晶閘管供電速度控制系統、大功率晶體管速度控制系統、直流發電機供電速度控制系統及晶體管直流脈寬調速系統等。

圖1-1 直流電動機機械特性曲線        圖1-2  電樞電壓“占空比”與平均電壓關系

PWM是通過控制固定電壓的直流電源開關頻率，從而改變負載兩端的電壓，進而達到控制要求的一種電壓調整方法。PWM可以應用在許多方面，如電機調速、溫度控制、壓力控制等。在PWM驅動控制的調整系統中，按一個固定的頻率來接通和斷開電源，并根據需要改變一個周期內“接通”和“斷開”時間的長短。通過改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動機的轉速。因此，PWM又被稱為“開關驅動裝置”。在脈沖作用下，當電機通電時，速度增加；電機斷電時，速度逐漸減少。只要按一定規律，改變通、斷電的時間，即可讓電機轉速得到控制。設電機始終接通電源時，電機轉速最大為,設占空比為=/，則電機的平均速度為:

                             =*          （公式    1-2）

式中， —— 電機的平均速度;

－－電機全通電時的速度(最大);

=/－－占空比。

由公式1-2可見，當我們改變占空比時=/，就可以得到不同的電機平均速度 ，從而達到調速的目的。嚴格地講，平均速度與占空比=/并不是嚴格的線性關系，在一般的應用中，可以將其近似地看成線性關系[3]。

PWM信號的產生通常有兩種方法：一種是軟件的方法；另一種是硬件的方法。硬件方法的實現已有很多文章介紹，這里不做贅述。本文主要介紹利用單片機對PWM信號的軟件實現方法。MCS一51系列典型產品AT89S52具有兩個定時器 和 。通過控制定時器初值和 ，從而可以實現從S52的任意輸出口輸出不同占空比的脈沖波形。由于PWM信號軟件實現的核心是單片機內部的定時器，而不同單片機的定時器具有不同的特點，即使是同一臺單片機由于選用的晶振不同，選擇的定時器工作方式不同，其定時器的定時初值與定時時間的關系也不同。因此，首先必須明確定時器的定時初值與定時時間的關系。如果單片機的時鐘頻率為，定時器／計數器為位，則定時器初值與定時時間的關系為：

                                      (公式   1-3)

式中，—— 定時器定時初值；

—— 一個機器周期的時鐘數。隨著機型的不同而不同。在應用中，應根據具體的機型給出相應的值。這樣，我們可以通過設定不同的定時初值 ，從而改變占空比=/，進而達到控制電機轉速的目的[4]。