直流电机调速电路的设计
基于单片机的直流电机调速系统的课程设计

一、总体设计概述本设计基于8051单片机为主控芯片,霍尔元件为测速元件, L298N为直流伺服电机的驱动芯片,利用 PWM调速方式控制直流电机转动的速度,同时可通过矩阵键盘控制电机的启动、加速、减速、反转、制动等操作,并由LCD显示速度的变化值。
二、直流电机调速原理根据直流电动机根据励磁方式不同,分为自励和它励两种类型,其机械特性曲线有所不同。
但是对于直流电动机的转速,总满足下式:式中U——电压;Ra——励磁绕组本身的内阻;——每极磁通(wb );Ce——电势常数;Ct——转矩常数。
由上式可知,直流电机的速度控制既可以采用电枢控制法也可以采用磁场控制法。
磁场控制法控制磁通,其控制功率虽然较小,但是低速时受到磁场和磁极饱和的限制,高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制,而且由于励磁线圈电感较大,动态响应较差,所以在工业生产过程中常用的方法是电枢控制法。
电枢控制法在励磁电压不变的情况下,把控制电压信号加到电机的电枢上来控制电机的转速。
传统的改变电压方法是在电枢回路中串连一个电阻,通过调节电阻改变电枢电压,达到调速的目的,这种方法效率低,平滑度差,由于串联电阻上要消耗电功率,因而经济效益低,而且转速越慢,能耗越大。
随着电力电子的发展,出现了许多新的电枢电压控制法。
如:由交流电源供电,使用晶闸管整流器进行相控调压;脉宽调制(PWM)调压等。
调压调速法具有平滑度高、能耗低、精度高等优点,在工业生产中广泛使用,其中PWM应用更广泛。
脉宽调速利用一个固定的频率来控制电源的接通或断开,并通过改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短,即改变直流电机电枢上的电压的“占空比”来改变平均电.压的大小,从而控制电动机的转速,因此,PWM又被称为“开关驱动装置”。
如果电机始终接通电源是,电机转速最大为Vmax,占空比为D=t1/t,则电机的平均转速:Vd=Vmax*D,可见只要改变占空比D,就可以调整电机的速度。
平均转速Vd与占空比的函数曲线近似为直线。
(完整版)晶闸管可控整流技术直流电机调速系统设计

目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1。
2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介 (1)1。
3 课题设计要求 (1)1.4 课题主要内容 (2)2 主电路设计 (3)2.1 总体设计思路 (3)2.2 系统结构框图 (3)2。
3 系统工作原理 (4)2。
4 对触发脉冲的要求 (5)3 主电路元件选择 (6)3.1 晶闸管的选型 (6)4 整流变压器额定参数计算 (7)4。
1 二次相电压U2 (7)4.2 一次与二次额定电流及容量计算 (8)5 触发电路的设计 (10)6 保护电路的设计 (12)6.1 过电压的产生及过电压保护 (13)6。
2 过电流保护 (13)7 缓冲电路的设计 (14)8 总结 (17)1 绪论1.1 课题背景当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展,而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用,直流调速系统是自动控制系统的主要形式.由可控硅整流装置供给可调电压的直流调速系统(简称KZ—D系统)和旋转变流机组及其它静止变流装置相比,不仅在经济性和可靠性上有很大提高,而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
可控硅虽然有许多优点,但是它承受过电压和过电流的能力较差,很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。
为了使器件能够可靠地长期运行,必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施.为此,在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护;在直流负载侧并联电阻和电容构成直流侧过电压保护;在可控硅两端并联电阻和电容构成可控硅关断过电压保护;并把快速熔断器直接与可控硅串联,对可控硅起过流保护作用。
随着电力电子器件的大力发展,该方面的用途越来越广泛.由于电力电子装置的电能变换效率高,完成相同的工作任务可以比传统方法节约电能10%~40%,因此它是一项节能技术,整流技术就是其中很重要的一个环节.1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路,采用同步信号为锯齿波的触发电路,本触发电路分成三个基本环节:同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。
基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计

基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计第一章:前言1.1前言:直流电机的定义:将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。
近年来,随着科技的进步,直流电机得到了越来越广泛的应用,直流具有优良的调速特性,调速平滑,方便,调速范围广,过载能力强,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无极快速起动、制动和反转,需要满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求,从而对直流电机提出了较高的要求,改变电枢回路电阻调速、改变电压调速等技术已远远不能满足现代科技的要求,这是通过PWM方式控制直流电机调速的方法就应运而生。
采取传统的调速系统主要有以下的缺陷:模拟电路容易随时间飘移,会产生一些不必要的热损耗,以及对噪声敏感等。
而用PWM技术后,避免上述的缺点,实现了数字式控制模拟信号,可以大幅度减低成本和功耗。
并且PWM调速系统开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得平滑的直流电流,低速特性好;同时,开关频率高,快响应特性好,动态抗干扰能力强,可获很宽的频带;开关元件只需工作在开关状态,主电路损耗小,装置的效率高,具有节约空间、经济好等特点。
随着我国经济和文化事业的发展,在很多场合,都要求有直流电机PWM调速系统来进行调速,诸如汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机、导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
1.2本设计任务:任务: 单片机为控制核心的直流电机PWM调速控制系统设计的主要内容以及技术参数:功能主要包括:1)直流电机的正转;2)直流电机的反转;3)直流电机的加速;4)直流电机的减速;5)直流电机的转速在数码管上显示;6)直流电机的启动;7)直流电机的停止;第二章:总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示。
示数码管显PWM单片机按键控制电机驱动基于单片机的直流电机PWM调速控制系统的设计键盘向单片机输入相应控制指令,由单片机通过P1.0与P1.1其中一口输出与转速相应的PWM脉冲,另一口输出低电平,经过信号放大、光耦传递,驱动H型桥式电动机控制电路,实现电动机转向与转速的控制。
直流电机调速系统设计与实现

直流电机调速系统设计与实现直流电机调速系统是一种常见的电机控制系统,通过调节电机的转速和输出功率,可以实现对机械设备的精准控制。
在工业生产和机械设备中得到广泛应用。
本文将介绍直流电机调速系统的设计和实现过程。
一、系统设计1. 电机选择:首先需要选择适合的直流电机作为调速系统的执行器。
根据需要的输出功率和转速范围,选择合适的电机型号和规格。
2. 电机驱动器选择:电机驱动器是控制电机转速的核心设备。
根据电机的额定电流和电压,选择合适的电机驱动器。
常见的电机驱动器包括PWM调速器、直流电机驱动模块等。
3. 控制器选择:控制器是调速系统的大脑,负责接收输入信号,并输出控制信号来调节电机转速。
常见的控制器包括单片机、PLC等。
4. 传感器选择:为了实现闭环控制,通常需要使用传感器来检测电机的转速和位置。
根据具体的需求选择合适的传感器,如编码器、霍尔传感器等。
5. 调速算法设计:根据应用需求,设计合适的调速算法。
常见的调速算法包括PID控制、模糊控制等。
二、系统实现1. 硬件连接:根据设计需求,将电机、电机驱动器、控制器和传感器等硬件设备连接起来。
确保电气连接正确无误。
2. 软件编程:根据设计的调速算法,编写控制程序。
在控制器上实现信号的采集、处理和输出,实现电机的闭环控制。
3. 参数调试:在系统搭建完成后,进行参数调试。
根据实际效果,调节PID参数等,使电机能够稳定运行并达到设计要求的转速和功率输出。
4. 性能测试:进行系统的性能测试,包括转速稳定性、响应速度等。
根据测试结果对系统进行优化和改进。
5. 系统应用:将设计好的直流电机调速系统应用到具体的机械设备中,实现精准的控制和调节。
根据实际应用情况,对系统进行进一步调优和改进。
通过以上设计和实现过程,可以建立一个稳定可靠的直流电机调速系统,实现对电机转速和功率的精确控制。
在工业生产和机械领域中得到广泛应用,提高了生产效率和设备的精度。
希望本文对直流电机调速系统的设计和实现有所帮助,让读者对这一领域有更深入的了解。
直流电机斩波调速控制系统设计

湖南工程学院课程设计任务书课程名称:电力电子技术题目:直流电机斩波调速控制系统设计专业班级电气工程及其自动化0603学生姓名:刘清学号:200601010314指导老师:蔡斌军审批:任务书下达日期2009 年 6 月8 日设计完成日期2009 年 6 月19 日第一章概述 (1)1.1概述 (1)1.2控制对象 (1)1.3控制要求...................................21.4设计任务...................................2第二章系统工作原理 (3)2.1直流电机的结构与调速原理 (3)2.2调速方案选择 (5)2.3 调速电路方案 (6)2.4 控制方案选择 (7)第三章主电路设计与分析 (8)3.1 主电路原理图及说明 (8)3.2 电路参数计算及选型 (9)第四章控制电路的设计与分析 (11)4.1宽调制PWM电路 (11)4.2电流检测装置 (12)4.3 电流调节器ACR (13)4.4 触发装置 (13)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第一章.概述 (1)第二章.设计总体思路 (2)2.1主电路设计思路 (2)2.2控制电路设计思路 (3)2.3结构框图 (5)第三章. 各单元思路 (6)3.1 主电路的设计 (6)3.1.1 主电路 (6)3.1.2 电路分析 (6)3.1.3 主电路参数计算和元器件的选择 (6)3.1.4 H型桥式斩波电路的设计 (8)3.1.5 整流电路的设计 (8)3.2 控制电路的设计 (9)3.2.1 控制电路框图 (9)3.2.2 控制电路原理简要 (9)3.2.3 SG3525的结构图和工作原理 (10)3.2.4 各引脚具体功能 (11)3.2.5 SG3525的工作原理 (12)3.2.6 SG3525主要电路及其功能 (13)第四章.保护电路及设计 (14)4.1 主回路输出端过电流保护 (14)4.2 电源欠压报警 (14)4.3 MOSFET的保护设计 (15)4.3.1 MOSFET的过电流保护 (15)4.3.2 MOSFET开关过程中的过电压保护 (16)第五章.总结与体会 (16)附录 (18)参考文献 (19)评分表 (20)第一章.概述电力电子技术在现代化社会的建设中的应用起着重要作用并得到飞跃性的发展。
直流电机无级调速电路(完整篇)

直流电机无级调速电路/content/12/0330/23/7988683_199474671.shtml成品直流电机无级调速电路板很贵,我在维修一台包装机时得到一块直流电机调速板,经测绘并制作成功,现奉献给大家。
这块电路板电路简单,成本不高,制作容易,电路作简单分析:220V交流电经变压器T降压,P2整流,V5稳压得到9V直流电压,为四运放集成芯片LM324提供工作电源。
P1整流输出是提供直流电机励磁电源。
P4整流由可控硅控制得到0-200V的直流,接电机电枢,实现电机无级调速。
R1,C2是阻容元件,保护V1可控硅。
R3是串在电枢电路中作电流取样,当电机过载时,R3上电压增大,经D1整流,C3稳压,W1调节后进入LM324的12脚,与13脚比较从14脚输出到1脚,触发V7可控硅,D4 LED红色发光管亮,6脚电压拉高使V1可控硅不能触发,保护电机。
电机过载电流大小由W1调节。
市电过零检测,移相控制是由R5、R6降压,P3整流,经4N35隔离得到一个脉动直流进入14脚,从8脚到5脚输出是脉冲波,调节W2电位器即调节6脚的电压大小,可以改变脉冲的宽度,脉冲的中心与交流电过零时刻重合,使得双向可控硅很好地过零导通,D4是过载指示,D3是工作指示,W2是电机速度无级调节电位器。
电路制作好后只要元件合格,不用调整就可使用。
我从100W-1000W电机都试过,运行可靠,调节方便,性能优良。
12V直流电机高转矩电子调速器直流电机在一些应用中需要随时具有高转矩输出能力,无论它是处于低速还是高速运转。
例如钻孔、打磨、掘进等应用条件下,电机必需具备高低压运转的最大力矩输出。
显然,常用的线性降压调速无法达到这一要求,因为电机空载与加载状态其转速并不与工作电压成正比,若空载即需低速运转则加载后往往无法工作。
这里介绍一种专为大范围转矩变化的直流电机调速而设计的电路,它根据电机的工作电流变化来判断其加载状态,并由此对电机转速作出自动调整。
直流电机的PWM电流速度双闭环调速系统课程设计

直流电机的PWM电流速度双闭环调速系统课程设计LT一、设计目标与技术参数直流电机的PWM电流速度双闭环调速系统的设计目标如下:额定电压:U N=220V;额定电流:I N=136A;额定转速:n N:=1460r/min;电枢回路总电阻:R=0.45Ω;电磁时间常数:T l=0.076s;机电时间常数:T m=0.161s;电动势系数:C e=0.132V*min/r;转速过滤时间常数:T on=0.01s;转速反馈系数α=0.01 V*min/r;允许电流过载倍数:λ=1.5;电流反馈系数:β=0.07V/A;电流超调量:σi ≤5%;转速超调量:σi≤10%;运算放大器:R=4KΩ;晶体管PWM功率放大器:工作频率:2KHz;工作方式:H型双极性。
PWM变换器的放大系数:K S=20。
二、设计基本原理(一)调速系统的总体设计在电力拖动控制系统的理论课学习中已经知道,采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是,如果对系统的动态性能要求较高,例如要求快速起制动,突加负载动态速降小等等,单闭环调速系统就难以满足需要。
这主要是因为在单闭环调速系统中不能随心所欲的控制电流和转矩的动态过程。
如图2-1所示。
图2-1 直流调速系统启动过程的电流和转速波形用双闭环转速电流调节方法,虽然相对成本较高,但保证了系统的可靠性能,保证了对生产工艺的要求的满足,既保证了稳态后速度的稳定,同时也兼顾了启动时启动电流的动态过程。
在启动过程的主要阶段,只有电流负反馈,没有转速负反馈,不让电流负反馈发挥主要作用,既能控制转速,实现转速无静差调节,又能控制电流使系统在充分利用电机过载能力的条件下获得最佳过渡过程,很好的满足了生产需求。
直流双闭环调速系统的结构图如图2-2所示,转速调节器与电流调节器串极联结,转速调节器的输出作为电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制PWM装置。
其中脉宽调制变换器的作用是:用脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电机转速,达到设计要求。
基于PWM控制直流电机自动调速系统设计

1 绪论1.1 课题的研究背景和意义直流电动机是最早出现的电动机,也是最早能实现调速的电动机。
长期以来,直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高的效率,优异的动态特性;尽管近年来不断受到其他电动机(如交流变频电机、步进电机等)的挑战,但到目前为止,它仍然是大多数调速控制电动机的优先选择。
近年来,直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化。
随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元件的不断出现,使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制 (PulseWidthModulation,简称PWM)控制方式已成为绝对主流。
这种控制方式很容易在单片机控制中实现,从而为直流电动机控制数字化提供了契机。
五十多年来,直流电气传动经历了重大的变革。
首先,实现了整流器件的更新换代,从50年代的使用己久的直流发电机一电动机组(简称G-M系统)及水银整流装置,到60年代的晶闸管电动机调速系统(简称V-M系统),使得变流技术产生了根本的变革。
再到脉宽调制 (PulsewidthModulation)变换器的产生,不仅在经济性和可靠性上有所提高,而且在技术性能上也显示了很大的优越性,使电气传动完成了一次大的飞跃。
另外,集成运算放大器和众多的电子模块的出现,不断促进了控制系统结构的变化。
随着计算机技术和通信技术的发展,数字信号处理器单片机应用于控制系统,控制电路己实现高集成化,小型化,高可靠性及低成本。
以上技术的应用,使系统的性能指标大幅度提高,应用范围不断扩大。
由于系统的调速精度高,调速范围广,所以,在对调速性能要求较高的场合,一般都采用直流电气传动。
技术迅速发展,走向成熟化、完善化、系统化、标准化,在可逆、宽调速、高精度的电气传动领域中一直居于垄断地位[1]。
目前,国内各大专院校、科研单位和厂家也都在开发直流数字调速装置。
姚勇涛等人提出直流电动机及系统的参数辨识的方法。
该方法依据系统或环节的输入输出特性,应用最小二乘法,即可获得系统或环节的内部参数,所获的参数具有较高的精度,方法简便易行。
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课程设计说明书直流电机调速电路的设计系、部:学生姓名:指导教师:专业:班级:完成时间:摘要将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体开关器件组成各种电力变换电路实现电能的变换和控制,构成了一门完整的学科,被国际电工委员会命名为电力电子学或称为电力电子技术,他是一门综合了电子技术,控制技术和电力技术的新兴交叉学科。
直流电机是电机的主要类型之一。
一台直流电机即可作为发电机使用,也可作为电动机使用,用作直流发电机可以得到直流电源,而作为直流电动机,由于其具有良好的调速性能,在许多调速性能要求较高的场合,仍得到广泛使用。
直流电动机是人类最早发明和应用的有一种电机。
直流电动机是将直流电转换为的旋转机械。
他与交流电动机相比,虽然直流电动机因为结构复杂,维护困难,价格比较贵等缺点制约了它的发展,应用不如交流电动机广泛。
但由于直流电动机有优良的启动,调速和制动性能,因此在工业领域中仍占有一席之地。
关键词电力电子技术;直流电动机;机械能ABSTRACTWill the electronic technology and control technology into the traditional power technology, using semiconductor switching parts of all kinds of power transformation of electric power circuit implementation transformation and control, constitute a complete discipline, be door to the international electrotechnical commission named power electronics or called power electronic technology, he is a comprehensive electronic technology, control technology and the emerging interdisciplinary power technology. Dc motor is one of the main types of the motor. A dc motor as a generator can use, also can use as a motor, used as dc generators can get dc power, and as a dc motor, since it has good performance of speed adjustment, in many speed performa, is still widely used. Dc motor is the earliest human invention and application of a kind of motor. Current motor is converted to dc of rotating machine. He compared with ac motor, although dc motor for the complex structure, maintenance difficulties, price is more expensive shortcomings constrains its development, the application as ac motor widely. But because of dc motor with fine start, speed and braking performance, so in industry still has a place. Key words power electronic technology; dc motor; mechanical energy目录1 绪论 (5)1.1概述 (5)1.2直流电动机的基本理论 (5)1.2.1 直流电动机的工作原理 (5)1.2.2 直流电动机的调速 (6)1.3直流脉宽调速系统 (8)1.3.1 概述 (8)1.3.2 直流脉宽调速系统的工作原理 (8)2 系统设计方案 (10)2.1直流电动机调速电路 (10)2.1.1主要设计特点 (10)2.2.2 布线图 (10)2.1.3 注意事项 (11)3 元器件介绍 (12)3.1 SG2731 (12)3.1.1 SG2731结构及原理 (12)3.1.2 SG2731引脚及功能 (13)3.1.3 SG2731典型应用(电路参数见表3) (14)3.2 三极管C4466 和 A1693 (15)4 直流电动机调速电路的测试 (15)4.1直流电动机调速电路的测试 (15)4.1.1 测试步骤 (15)4.1.2 测试结果 (16)5 实验总结 (17)6参考文献 (18)7 致谢 (18)1 绪论1.1概述直流电机是电机的主要类型之一。
一台直流电机即可作为发电机使用,也可作为电动机使用,用作直流发电机可以得到直流电源,而作为直流电动机,由于其具有良好的调速性能,在许多调速性能要求较高的场合,仍得到广泛使用。
直流电动机是人类最早发明和应用的有一种电机。
直流电动机是将直流电转换为机械能的旋转机械。
他与交流电动机相比,虽然直流电动机因为结构复杂,维护困难,价格比较贵等缺点制约了它的发展,应用不如交流电动机广泛。
但由于直流电动机有优良的启动,调速和制动性能,因此在工业领域中仍占有一席之地。
1.2直流电动机的基本理论1.2.1 直流电动机的工作原理固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷。
转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。
要使电枢受到一个方向不变的电磁转矩,关键在于:当线圈边在不同极性的磁极下,如何将流过线圈中的电流方向及时地加以变换,即进行所谓“换向”。
为此必须增添一个叫做换向器的装置,换向器图1 直流电动机的工作原理配合电刷可保证每个极下线圈边中电流始终是一个方向,就可以使电动机能连续的旋转,这就是直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理归结如下:将直流电源通过电刷接通电枢绕组,使电枢导体有电流流过。
电机内部有磁场存在。
载流的转子(即电枢)导体将受到电磁力f的作用,f=Bli.所有导体产生的电磁力作用于转子,使转子以n(转|\分)旋转,以便拖动机械负载1.2.2 直流电动机的调速改变直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示式中 Ua——电枢供电电压(V);Ia ——电枢电流(A);Ф——励磁磁通(Wb);Ra——电枢回路总电阻(Ω);CE——电势系数,,p为电磁对数,a为电枢并联支路数,N为导体数。
由式1可以看出,式中Ua、Ra、Ф三个参量都可以成为变量,只要改变其中一个参量,就可以改变电动机的转速,所以直流电动机有三种基本调速方法:(1)改变电枢回路总电阻Ra;;(2)改变电枢供电电压Ua;(3)改变励磁磁通Ф。
1. 改变电枢回路电阻调速各种直流电动机都可以通过改变电枢回路电阻来调速,当负载一定时,随着串入的外接电阻Rw的增大,电枢回路总电阻R=(Ra+Rw)增大,电动机转速就降低。
其机械特性如图1(b)所示。
Rw的改变可用接触器或主令开关切换来实现。
这种调速方法为有级调速,调速比一般约为2:1左右,转速变化率大,轻载下很难得到低速,效率低,故现在已极少采用。
调速性能如下:(1)调速方向是往下调。
(2)调速的平滑性取决于调速变阻器的调节方式。
(3)调速的稳定性差。
因为电阻增大后,机械特性硬度降低,静差率增大。
(4)调速的经济性差,因为初期投资虽然不大,但损耗增加,运行效率低。
(5)调速范围不大,因为低速时静差率的限制。
(6)调速时的允许负载为恒转矩负载。
2. 改变电枢电压调速连续改变电枢供电电压,可以使直流电动机在很宽的范围内实现无级调速。
降低电枢电压时,电动机机械特性平行下移。
负载不变时,交点也下移,速度也随之改变。
优点:调速后,转速稳定性不变、无级、平滑、损耗小。
缺点:只能下调,且专门设备,成本大。
(可控硅调压调速系统)下面分别介绍这两种调速系统。
3. 改变励磁电流调速当电枢电压恒定时,改变电动机的励磁电流也能实现调速。
由式(1)可看出,电动机的转速与磁通Ф(也就是励磁电流)成反比,即当磁通减小时,转速n升高;反之,则n降低。
与此同时,由于电动机的转矩Te是磁通Ф和电枢电流Ia的乘积(即Te=CTФIa),电枢电流不变时,随着磁通Ф的减小,其转速升高,转矩也会相应地减小。
所以,在这种调速方法中,随着电动机磁通Ф的减小,其转矩升高,转矩也会相应地降低。
在额定电压和额定电流下,不同转速时,电动机始终可以输出额定功率,因此这种调速方法称为恒功率调速。
这种调速方法的调速性能如下:(1)调速方向是往上调,因为励磁电流不能超过其额定值,因此只能减小励磁电流,从而使磁通减小,转速上升。
(2)调速的平滑性好,只要均匀的调励磁电流的大小便可以实现无能调速转速增加,静差率不变。
(3)调速的稳定性好,虽然励磁电流减小时,机械特性硬度下降,但因理想空载转速增加,静差率不变。
(4)调速的经济性较好,因为它是在功率较小的励磁电路内控制励磁电流的,功率损耗小,运行费用低。
但基本采用电压可调的直流电源供电,则需增加初期投入。
(5)调速的范围因为受机械强度、电枢电压的去磁作用和换向能力的限制,最高转速和换向能力的限制,最高转速一般只能达到额定转速的1-2倍,所以调速范围不大。
(6)调速时的允许负载为恒功率负载1.3直流脉宽调速系统1.3.1 概述直流脉宽调速系统是由脉宽调制变换器(简称PWM变换器)对直流电动机电枢供电的自动调速系统。
脉宽调制变换器是把脉冲宽度进行调制的一种直流斩波器,其基本原理已在电力电子技术中阐述。
自从全控式电力电子器件问世以来,应用于实践的脉宽调速系统,以它的线路简单,谐波少,损耗小,效率高和静、动态性能好等优势,引发了直流调速领域的一场革命。
将直流PWM调速推广到一般工业应用中取代晶闸管相控式整流器调速有着广阔的前景。
只是由于器件的发展,同时带来交流变压变频调速的更快速发展,使得直流PWM调速还没有来得及完全占领市场,几乎是刚刚兴起,就变成了传统领域。
不过,在一些仍需要使用直流电动机的场合,例如电动叉车、城市无轨电车、地铁机车等,直流PWM调速仍有用武之地。
1.3.2 直流脉宽调速系统的工作原理直流PWM调速系统主回路由二极管整流桥、滤波电容、缓冲电阻、斩波功率绝缘场效应管MOSFET及续流二极管组成,如图2所示。