直流电机调速方案及优缺点
直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点答：直流电动机有三种
直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：直流电动机有三种调速方法：1）调节电枢供电电压U ；2）减弱励磁磁通Φ；3）改变电枢回路电阻R 。
特点：对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
晶闸管—电动机系统当电流断续时机械特性的显著特点是什么？答：电流断续时的电压、电流波形图（Ⅰ10P 、Ⅱ 12P ）（三相零式为例）。
断续时，0d u 波形本身与反电势E 有关，因而就与转速n 有关，而不是像电流连续时那样只由控制角α决定的常值。
机械特性呈严重的非线性，有两个显著的特点：第一个特点是当电流略有增加时，电动机的转速会下降很多，即机械特性变软。
当晶闸管导通时，整流电压波形与相电压完全一致，是电源正弦电压的一部分。
当电流断续后，晶闸管都不导通，负载端的电压波形就是反电势波形。
电流波形是一串脉冲波，其间距为︒120，脉冲电流的底部很窄。
由于整流电流平均值d I 与电流波形包围的面积成正比，如果电流波形的底部很窄，为了产生一定的d I ，各相电流峰值必须加大，因为RE u i d d -=,而整流输出的瞬时电压d u 的大小由交流电源决定，不能改变。
也就是说应使E 下降很多即转速下降很多，才能产生一定的d I ，这就是电流断续时机械特性变软的原因。
第二个特点是理想空载转速0n 升高。
因为理想空载时0=d I ，所以2m a x 02U u E d ==，所以0n 升高。
简述直流PWM 变换器电路的基本结构。
答：直流 PWM 变换器基本结构如图所示，包括 IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
Ug0Ton T t 直流PWM 变换器基本结构直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：频率一定、宽度可调的脉动直流电压。
交直流调速系统比较
一、直流调速方案：1、直流电机及控制系统的优缺点：◇调速性能好、调速范围广，易于平滑调节◇起动、制动转矩大，易于快速起动、停车◇过载能力强、能承受较频繁的冲击负荷◇线路简单、控制方便、◇电控系统总体造价（包括直流电机及其配套的直流调速装置）相对较低，设计、制造、调试周期短◇国内外控制方案成熟、工程应用广泛虽然直流传动有以上诸多优点，但仍有不足之处，主要表现在：◆由于采用相控整流技术，在晶闸管换向时会产生谐波，污染电网，须对谐波进行治理◆在低速启动时，因为晶闸管导通角α，导致功率因数较低，无功分量较大，须对功率因数进行补偿◆与同容量、转速的交流电机相比，直流电机的造价高、体积大、重量重、转动惯量大◆日常维护量大，须定期检查、更换炭刷，整流子表面保养◆由于换向的限制，在结构发展上欲制造大容量、高电压及高转速的直流电机工艺上比较困难。
现阶段直流电机单机容量最大只能达到11000kw左右，电压也只能做到1200V左右，这样一些大容量的不得不做成双电机、三电机甚至四电机结构，直接影响了直流电机的广泛应用，发展交流变频势在必行3、直流调速方案所需的配套设备：1）谐波治理：由于直流调速控制原理采用的是相控整流技术，避免不了对电网产生谐波污染，高次谐波不仅对电网质量造成影响。
最直接的表现可能使变压器、电缆、电动机发热、破坏绝缘，更有甚者可能会影响电气设备的使用寿命，造成不安全隐患。
2）功率因数补偿设备：因直流电机在低速启动时，要求的晶闸管导通角α较大，导致功率因数较低（cosα），无功分量较大，须对功率因数进行补偿，否则当地供电部门将进行罚款！2）变压器：为了解决直流电机在咬钢时的负荷冲击、及其自身控制方面的要求，相对应的变压器容量要求是电动机容量的1.5-1.6倍进行选定（较交流变频方案大20-30%左右），造成此部分投资的增加。
另外直流电机的日常维护量较大，需定期对电机清扫、更换碳刷，运行、维护和人工成本较高。
直流电机控制方案
以我给的标题写文档，最低1503字，要求以Markdown 文本格式输出，不要带图片，标题为：直流电机控制方案# 直流电机控制方案## 引言直流电机广泛应用于各种电动设备和工业自动化系统中。
为了实现对直流电机的精确控制，提高系统的效率和可靠性，需要采用合适的电机控制方案。
本文将介绍几种常见的直流电机控制方案，并对其特点和应用进行分析。
## 1. 直流电阻调速直流电阻调速是最简单的直流电机控制方案之一。
通过改变电机电阻的大小，可以调整电机的转速。
这种控制方案主要适用于小功率的直流电机。
但是，由于功率耗散在电阻上，系统效率较低，对于功率较大的电机并不适用。
直流电阻调速的原理是通过并联电阻与电机电源连接，在电机绕组中引入额外的电压降。
通过调整电阻的值，可以改变电机的电流和转矩，从而改变电机的转速。
但是，由于功率耗散在电阻上，所以系统效率较低。
## 2. 直流电压调速直流电压调速是一种常见的直流电机控制方案。
通过调整电机的电压大小，可以控制电机的转速。
这种控制方案适用于中功率的直流电机控制。
直流电压调速的原理是通过改变电源电压，改变电机绕组中的电压，从而控制电机的转速。
通过调整电压的大小，可以改变电机的电流和转矩，实现对电机转速的控制。
## 3. 直流电压变频调速直流电压变频调速是一种较为高级的直流电机控制方案。
通过变频器控制电机的电源电压和频率，实现对电机的精确控制。
这种控制方案适用于较大功率和重载的直流电机控制。
直流电压变频调速的原理是通过变频器将电源交流电转换为直流电，并通过调整变频器的输出电压和频率，控制电机的转速。
变频器可以以快速响应的方式调整电压和频率，从而实现对电机的精确控制。
## 4. 直流电流调速直流电流调速是一种常见的直流电机控制方案。
通过调整电机的电流大小，可以控制电机的转速。
这种控制方案适用于大功率和高速的直流电机控制。
直流电流调速的原理是通过反馈控制和电流传感器，测量电机电流，并通过调整电机的电压和电流，实现对电机转速的控制。
直流电机调速的三种方法及公式
直流电机调速的三种方法及公式嘿，朋友们！今天咱来聊聊直流电机调速的那些事儿。
直流电机调速啊，就好比是驾驭一匹烈马，得有合适的方法和技巧才能让它乖乖听话，按照咱的心意跑起来。
先来说说第一种方法，那就是改变电枢电压啦。
就像给马调整缰绳的松紧一样，通过改变电枢电压，就能控制电机的速度。
这就好比你开车的时候，踩油门轻重不一样，车速也就不一样啦。
这其中的公式呢，就是转速和电枢电压成正比关系哦。
再讲讲第二种方法，改变电枢回路电阻。
这就像是给马走的路设置不同的阻力，电阻大了，电机转得就慢些；电阻小了，电机就跑得快啦。
不过这种方法不太常用哦，毕竟改变电阻有时候不太方便呢。
最后说说第三种，改变励磁电流。
这就好像是调整马的精神状态，励磁电流一变，电机的速度也跟着变啦。
咱举个例子啊，想象一下，直流电机就像是一个大力士，电枢电压就是他的力量源泉，决定他能使多大劲儿；电枢回路电阻就是他脚下的绊脚石，多了就跑不快；励磁电流呢，就是他的心情，心情好干劲足，速度就快。
这三种方法各有各的特点和用处呢。
有时候我们根据实际情况，选择最合适的那种来给直流电机调速。
就像我们出门，得根据天气、路程等因素选择是走路、骑车还是开车一样。
在实际应用中，可不能马虎哦。
要仔细研究电机的特性，根据需要来选择调速方法。
不然啊，就像是让马乱了套，可就不好啦。
所以啊，直流电机调速可不是一件简单的事儿，得好好琢磨琢磨。
要把这三种方法都掌握好，就像有了三把钥匙，能打开不同情况下电机调速的大门。
朋友们，你们说是不是这个理儿呀？咱可得把这直流电机调速给玩转咯，让它为我们的各种设备好好服务呀！这就是直流电机调速的三种方法及公式啦，大家都记住了吗？。
直流电机调速方法的是
直流电机调速方法的是直流电机调速方法有多种。
以下是其中几种常见的调速方法：1. 电压调速法：直流电机的转速与电机绕组的电压成正比，因此可以通过改变电机绕组的电压来调节电机的转速。
这可以通过改变电机供电的电压来实现。
降低电压会降低电机的转速，增加电压会增加电机的转速。
这种方法对于低功率的直流电机调速比较有效，但对于高功率的直流电机来说，改变电压可能会导致电流过大，对电流变频器的破坏严重。
2.电枢电阻调速法：直流电机的转速与电枢电阻成反比，因此可以通过改变电枢电阻来调节电机的转速。
通过改变电枢电阻的大小，可以改变电机绕组中的电阻大小，从而控制电机的转速。
降低电枢电阻会增加电机的转速，增加电枢电阻会降低电机的转速。
电枢电阻调速法是一种简单有效的调速方法，适用于低功率直流电机。
3.电枢反应调速法：直流电机的转速可以通过改变电枢中的电流来调节，而电枢中的电流又可以通过改变电机的励磁电流来实现。
电枢反应调速法是通过改变励磁电流来改变电机的转速。
减小励磁电流会使电机的转矩降低，从而使转速提高。
增加励磁电流会使电机的转矩增加，从而使转速降低。
电枢反应调速法对于中小功率的直流电机较为有效，但对于高功率的直流电机来说，改变励磁电流可能会导致励磁电流过大，对励磁系统造成损坏。
4.外加电阻调速法：直流电机的转速与外加电阻成反比，因此可以通过增加外加电阻来降低电机的转速。
增加外加电阻会增加电机绕组中的电阻，从而降低电机的转速。
外加电阻调速法适用于中小功率的直流电机调速，但对于高功率的直流电机来说，由于较大的功率损耗，不推荐使用外加电阻调速。
5. 换向极数调速法：直流电机的转速与换向极数成反比，因此可以通过改变换向极数来调节电机的转速。
换向极数是指电枢和磁极之间的数目。
增加换向极数会降低电机的转速，减少换向极数会增加电机的转速。
换向极数调速法适用于中小功率的直流电机调速。
总结起来，直流电机的常见调速方法包括电压调速法、电枢电阻调速法、电枢反应调速法、外加电阻调速法和换向极数调速法。
直流电机的调速方法
直流电机的调速方法
一、概述
一是调节电枢电压，二是调节励磁电流，
1、常见的微型直流电机，其磁场都是固定的，不可调的永磁体，
所以只好调节电枢电压。
调节电枢电压方法：
常用的一是可控硅调压法，再就是脉宽调制法(PWM)。
PWM的H型属于调压调速。
PWM的H桥只能实现大功率调速。
国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速。
2、弱磁调速，通过适当减弱励磁磁场的办法也可以调速。
二、直流电机与交流电机调速比较
最大的优点就是直流电机可以实现“平滑而经济的调速”；直流电机的调速不需要其它设备的配合，可通过改变输入的电压/电流，或者励磁电压/电流来调速。
交流永磁同步的调速是靠改变频率来实现的，需要变频器。
直流电机虽不需要其它的设备来帮助调速，但自身的结构复杂，制造成本高；在大功率可控晶闸管大批量使用之前，直流电动机用于大多的调速场合。
在大功率可控晶闸管工业生产化后，交流电动机的调速变得更简单了，交流电动机的制造成本低廉，使用寿命长等优点就表现出来。
三、直流电机的调速方法的优缺点
不同的需要，采用不同的调速方式，应该说各有什么特点。
1.在全磁场状态，调电枢电压，适合应用在零至基速以下范围内调速。
不能达到电机的最高转速。
2.在电枢全电压状态，调激磁电压，适合应用在基速以上，弱磁升速。
不能得到电机的较低转速。
3.在全磁场状态，调电枢电压，电枢全电压之后，弱磁升速。
适合应用在调速范围大的情况。
这是直流电机最完善的调速方式，但设备复杂，造价高。
直流电动机电气调速原理及办法
直流电动机电气调速原理及办法依据直流电机机械特性根柢公式：
可知调速的根柢办法有如下三种：
（1）改动电枢回路的电阻
跟着的增大，必定转矩下，电机转速降低。
这种办法设备简略，操作便当，调速电阻可兼作主张电阻。
但能耗大、功率低，且关于恳求大计划无级调速的体系来说难以满足恳求。
（2）改动励磁电流以改动励磁磁通
励磁回路电阻添加，则减小，减小，这时假定负载不变，则转速增高。
但因为有必要确保电磁转矩T能平衡不变的负载，依据公式可知，电枢电流有必要增大，因而不宜将减小过多，不然将致使电枢电流超载；另一方面，因受主磁极磁路丰满的影响，也不或许将增大许多，所以很稀有到只调度磁通的调速体系，而通常把调磁通作为调速的一种辅佐办法；或许用于恒功率负载的调速，因为此刻跟着n的增高，电磁转矩相应降低，不会致使电枢电流过快添加。
（3）改动电枢电压U
若电压滑润改动，可得到滑润的调速作用，调速计划宽，能耗小，因为调速时磁通根柢不变，假定选用办法确保在必定的电枢电
流下调速，则电动机能够输出安稳转矩，能够结束恒转矩调速。
直流电机如何调速以及直流电机调速方法
直流电机调速，往往说的是他励有刷直流电机调速，根据直流电机的转速方程，转速n=(电枢电压U-电压电流Ia*内阻Ra)÷（常数Ce*气隙磁通Φ），因为电枢的内阻Ra非常小，所以电压电流Ia*内阻Ra≈0，这样转速n=(电枢电压U)÷（常数Ce*气隙磁通Φ），只要在气隙磁通Φ恒定下调整电枢电压U，就可以调整直流电机的转速n；或者在电枢电压U恒定下调整气隙磁通Φ，同样可以调整电机的转速n，前者叫恒转矩调速，后者称之为恒功率调速。
1直流电机恒转矩调速方式恒转矩模式下，要先保持气隙磁通Φ恒定，直流电机的定子和转子磁场是正交状态的，互相没有影响。
要保持Φ恒定，只要保证励磁线圈的电流稳定在一个值就可以了。
理论上给一个恒流源来控制励磁线圈的电流是比较完美的，但是因为电流源不好找，而一般给励磁线圈施加一个稳定的电压值，也可以近似让励磁电流稳定，进而让气隙磁通Φ恒定。
如果是永磁直流电机，用永磁铁来替代了励磁线圈，磁通是永久恒定的，所以不用操这个心了。
简单的调整电压，并不能满足负载波动比较厉害的场合，所以引进了串级调速系统，通过检测电机的电流和转速，分别弄出电流环内环和速度环外环了，使用PID算法，有效的满足了负载波动状况下的调速，让直流电机的调速工作特性非常“硬”，也就是最大转矩不会受到转速的波动而变化，实现了真正的恒扭矩输出。
这种调速方式，一直是交流调速系统的模仿对方，比如变频器矢量控制，就是模仿这种方式而实现的。
如果只用电流环内环，还可以直接控制电机输出一定的扭矩，满足不同的拉伸和卷曲等控制要求。
电枢电压控制，在晶闸管和IGBT这些没有被发明前，控制起来也不是容易的事情了，毕竟功率比较大，早期是通过一台发电机直流发电来控制的，通过调整发电机的磁通就可以控制发电机的输出电压，进而调整了电枢电压大小的。
在晶闸管可控硅被发明出来以后，通过给可控硅施加交流输入电压，利用移相触发技术控制可控硅的导通角，就可以把交流电整流成一定脉动的直流电，因为直流电机是大感性负载，脉动直流电会被大电感缓冲稳定下来。
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直流电机调速方案及优缺点
1、电枢回路串联电阻调速
可在电源电压不变的情况下，改变电枢回路中的电阻，达到调速的目的。
调速的机械特性如下图所示。
当电枢回路中串联的电阻越大，直线的倾斜率越小。
电枢回路串联电阻调速优缺点
1、 由于电阻智能分段调节，因此调速的平滑性比较差。
2、 低速时，调速电阻上有较大电流，损耗大，电机效率低。
3、 轻载时调速范围比较小。
4、 串入电阻阻值越大，机械特性越软，稳定越差。
2、降低电源电压调速
根据直流电动机机械特性方程式可以知道，改变电额定电压，因此电枢电压只能在额定电压一下进行调节。
N
T
Tn n T
降低电源电压调速的优点
1、电压便于平滑性调节，调速平滑性好，可实现无级调速。
2、调速前后机械斜率不变，机械特性硬度高，稳定性好，调速范围广。
3、调速是损耗小，调速经济性好。
4、改变励磁磁通道调速
根据机械特性方程可以知道，当u为恒定时，调节励磁磁通，也可以实现电动机转速的目的。
额定运行的电动机，其磁通已基本饱和，因此改变磁通只能从额定值往下掉。
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改变励磁磁通道调速的优点
1、调节平滑，可实现无级调速。
2、励磁电流小，能量损耗小，调节前后电动机的效率不变，经济性好。
3、机械特性较硬，转速稳定。
4、本次我们用的是pwm即脉冲宽度调节。
它主要是通过改变输出方波的占空比，使得负载上的平均接通时间从0-100％变化，以达到调整负载速度的目的。
脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成，其占空比与信号的瞬时采样值成比例。
图2-3a所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。
该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。
语音信号如果大于锯齿波信号，比较器输出正常数A，否则输出0。
因此，从图2-3中可以看出，比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
图2-3脉冲宽度调制过程
通过图2-3b的分析可以看出，生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。
因而，采样值之间的时间间隔是非均匀的。
在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号，但是对于实际中tk-kTs<<Ts的情况，
均匀采样和非均匀采样差异非常小。
如果假定采样为均匀采样，第k个矩形脉冲可以表示为：（1）
其中，x{t}是离散化的语音信号；Ts是采样周期；是未调制宽度；m是调制指数。
然而，如果对矩形脉冲作如下近似：脉冲幅度为A，中心在t = k Ts处，在相邻脉冲间变化缓
慢，则脉冲宽度调制波x p(t)可以表示为：
（2）
其中，。
无需作频谱分析，由式（2）可以看出脉冲宽度信号由语音信号
x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。
当时，相位调制部分引起的信号交迭可以忽略，因此，脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。