直流调速工作原理 2
直流电动机调磁调速原理
直流电动机调磁调速原理小伙伴们！今天咱们来唠唠直流电动机调磁调速这个超有趣的事儿。
直流电动机呢，就像是一个小机灵鬼，它的转速可不是一成不变的。
那调磁调速是咋回事呢？咱得先从直流电动机的基本构造说起。
直流电动机有定子和转子，定子就像一个稳定的家，给转子提供一个稳定的磁场环境。
转子呢，就像一个好动的小娃娃，在磁场里欢快地转着。
当我们想要调节直流电动机的速度的时候，调磁就登场啦。
想象一下，磁场就像是一条无形的轨道，转子就在这个轨道上跑。
如果我们把磁场变弱，就好像把轨道变窄了一点。
那转子这个小娃娃就会跑得更快啦。
为啥呢？因为磁场变弱了，对于转子来说，它受到的约束就小了。
就好比我们在马路上走路，如果马路上的栏杆少了，我们走起来就更自在，速度可能就更快了。
从原理上讲呢，直流电动机的转速公式是n=(U - IaRa)/(CeΦ)。
这里面的n就是转速啦，U是电枢电压，Ia是电枢电流，Ra是电枢电阻，Ce是一个常数，Φ就是磁通，也就是磁场的强度。
当我们改变磁通Φ的时候，在其他条件不变的情况下，转速n就会跟着变化。
如果我们减小磁通Φ，分母变小了，那n就会变大，电动机的转速就提高了。
不过呢，这个调磁调速也不是想怎么调就怎么调的。
就像我们做饭，盐放多放少都得有个度。
如果把磁场调得太弱了，可能会出现一些小问题。
比如说，电动机的转矩会变小。
转矩是啥呢？就像是电动机的力气。
如果转矩变小了，电动机可能就带不动很重的东西了。
这就好比一个人本来力气很大能搬很重的箱子，突然力气变小了，重箱子就搬不动了。
而且呢，调磁调速还有个特点，就是它在调速的时候，电动机的机械特性会变软。
这机械特性就像是电动机的性格。
变软了就是说它对负载的变化更加敏感了。
比如说，原来负载有点变化，电动机的转速可能没怎么变，但是调磁调速后，如果负载变化了，电动机的转速可能就会有比较大的波动。
这就像一个人本来很沉稳，不太受外界影响，但是突然变得很敏感，外界有点风吹草动，他就有很大反应。
运动控制 第2章 转速反馈控制的直流调速系统
电动状态
Ud E id
t VT2不发挥作用
41
第1篇 直流调速系统 2.1.2 直流PWM变换器-电机系统
Ug1 VD1 VD1 VD1
VD1
VT2
VT2
VT2
U, i
Us
0 ton T
43 43 43 4
减小控制电压， 使Ug1正脉冲变窄，
使Ud降低，造成E > Ud，使电流反向。
2
VD
+ U_ s
39
第1篇 直流调速系统 2.1.2 直流PWM变换器-电机系统
VT2
Ug2 VT1
Ug1
VD2 -
1
E2 +
M
VD1
C
- Us +
有制动电流通路的不可逆PWM变换器 40
第1篇 直流调速系统 2.1.2 直流PWM变换器-电机系统
在0 ≤ t ≤ ton期间， Ug1为正， U, i
消除后仍能以原来的转速运行
要使系统稳定运行，必须使电机的电磁转矩和负载转矩
大小相等，方向相反，相互平衡。即 Te TL
直流电机稳定运行时的电压平衡方程：
Ud 0 Id R E E Cen
17
第1篇 直流调速系统
设外加电枢电压 Ud0 一定，Te = TL(平衡)。此时
若TL突然增加，则调整过程为：
Us
流通，产生能耗制动作用。 在 T≤ t ≤ T + ton 期间，VT2 关断，
E -id 沿回路4经VD1续流，向电源回 Ud 馈制动，与此同时，VD1 两端压降
钳住VT1使它不能导通。
0 ton T
t
43 43 43 4
交直流调速系统之直流调速简介介绍课件
机的转速和电流， 机的转速和电流，
实现转速和电流 实现转速和电流
的闭环控制
的闭环控制
直流调速系统的工作过程
01
输入信号：接收来 自控制器的指令信
号
02
信号处理：将指令 信号转换为控制信
号
03
驱动控制：控制直 流电机的转速和转
矩
04
反馈控制：根据直 流电机的运行状态， 调整控制信号，实
现闭环控制
05
直流调速系统的挑战与机遇
挑战：提高调速系统的效 率和稳定性，降低能耗和 成本
挑战：提高直流调速系统 的智能化水平，实现对复 杂工况的适应性
机遇：随着新能源技术的 发展，直流调速系统在电 动汽车、轨道交通等领域 的应用前景广阔
机遇：随着物联网技术的 发展，直流调速系统可以 实现远程监控和诊断，提 高系统的可靠性和维护性
直流伺服调 速系统：通 过控制直流 伺服电机的 位置和速度 来控制速度
04
直流变频调 速系统：通 过改变直流 变频器的输 出频率来控 制速度
直流调速系统的基本组成
整流器：将交 流电转换为直
流电
滤波器：滤除 直流电中的交
流成分
逆变器：将直 流电转换为交
流电
控制器：控制 逆变器的输出 频率和电压， 实现调速控制
电机的转矩
03
电压控制：通过控制电压的大小来控制
电机的转速
04
速度-电流双闭环控制：通过速度环和电
流环的协调控制来实现对电机的精确控制
直流调速系统的性能指标
0 1
调速范围：指直流调速系统能够实现的最
高转速和最低转速之间的差值
0 2
调速精度：指直流调速系统能够实现的转
双闭环直流调速系统工作原理
双闭环直流调速系统工作原理1.系统结构：双闭环直流调速系统主要由两个闭环控制组成，即速度内环和电流外环。
速度内环控制器接收速度设定值和速度反馈信号，通过计算得到电流设定值，并发送给电流外环控制器。
电流外环控制器接收电流设定值和电流反馈信号，通过计算得到电压设定值，并输出给电源控制器。
电源控制器接收电压设定值和电源反馈信号，通过调节电源输出电压，以确保电机输出的电压和电流符合控制要求。
2.速度内环控制：速度内环控制器是实现速度调节的关键部分。
它通过比较速度设定值和速度反馈信号，得到速度差，然后根据速度差来调节电流设定值。
控制器根据速度差的大小来调整电流设定值的大小，如果速度差较大，则增大电流设定值；如果速度差较小，则减小电流设定值。
通过不断调整电流设定值，使得速度差逐渐减小，最终达到设定的速度。
3.电流外环控制：电流外环控制器是为了保证电流的稳定性而设置的闭环控制。
它接收电流设定值和电流反馈信号，通过比较二者的差异，计算得到电压设定值。
控制器根据电流设定值和电流反馈信号的差异来调整电压设定值的大小，如果电流差较大，则增大电压设定值；如果电流差较小，则减小电压设定值。
通过不断调整电压设定值，使得电流差逐渐减小，最终达到设定的电流。
4.电源控制：电源控制器是为了保证电机输出的电压和电流符合控制要求而设置的。
它接收电压设定值和电源反馈信号，通过调节电源输出电压来实现电机的调速。
当电压设定值与电源反馈信号存在差异时，控制器会相应地改变电源输出电压，使得电机的电压和电源设定值尽可能接近。
通过不断调整电压输出，最终使得电机的电压和电流稳定在设定值。
5.系统优点：双闭环直流调速系统能够实现对电机的精确调节，具有较高的速度和电流控制精度。
通过速度内环和电流外环的联合控制，可以准确地调节电机的转速，并且能够自动调整输出电流，适应不同负载。
此外，该系统还具有较好的稳定性和抗干扰能力，在外界干扰较大时仍能保持较高的控制精度。
直流电机调速的基本工作原理
直流电机调速的基本工作原理？直流电机的调速方案常用的有3种方式：1、改变电枢电压；2、改变激磁绕组电压；3、改变电枢回路电阻。
最常用的是调压调速：即：改变电枢电压（特别说明：改变励磁电压一般要同时改变电枢电压，这样在负载增加的情况下能保持输出钮力矩不会有太大变化）直流电机调速器的工作原理一、什么是直流调速器? 直流调速器就是调节直流电动机速度的设备, 由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的, 因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器,具有广阔的应用天地。
二、什么场合下要选择使用直流调速器? 下列场合需要使用直流调速器:1．需要较宽的调速范围。
2. 需要较快的动态响应过程。
3. 加、减速时需要自动平滑的过渡过程。
4. 需要低速运转时力矩大。
5. 需要较好的挖土机特性，能将过载电流自动限止在设定电流上。
以上五点也是直流调速器的应用特点。
三、直流调速器应用: 直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。
四、直流调速器工作原理简单介绍：直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。
同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。
五、直流电机的调速方案一般有下列3种方式：1、改变电枢电压；2、改变激磁绕组电压；3、改变电枢回路电阻。
最常用的是调压调速系统，即1（改变电枢电压）.六、一种模块式直流电机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换，电路的比例常数、积分常数和微分常数用pid适配器调整。
直流调速系统工作原理
直流调速系统工作原理小伙伴们！今天咱们来唠唠直流调速系统的工作原理，这可超有趣的呢！咱先得知道啥是直流调速系统。
简单来说呀，就是能让直流电机按照我们想要的速度去转的一套东西。
直流电机就像个听话的小宠物，不过要让它乖乖听话，按照我们的想法调整速度，就得靠这个直流调速系统啦。
直流调速系统里有个很关键的部分，那就是控制器。
这个控制器就像是小电机的大脑，它决定着电机转多快。
想象一下，你要是在指挥一个小机器人跳舞，你就是这个控制器，你让机器人快它就得快，让它慢就得慢。
控制器通过改变电压或者电流来实现对电机速度的控制。
比如说，你想让电机转得快一点，控制器就会把电压或者电流调得大一些。
这就好比你给小宠物多喂点食物，它就更有力气跑快一点啦。
那控制器怎么知道要给多少电压或者电流呢？这里面就涉及到反馈啦。
就像你在扔球给小伙伴的时候，小伙伴会给你个信号告诉你他接到球了没，电机也会给控制器反馈信息。
电机有个测速装置，这个测速装置就像是电机的小嘴巴，它会告诉控制器：“我现在转得多快啦。
”如果电机转得比我们想要的速度慢了，控制器就会加大电压或者电流，就像你在后面推一把小宠物，让它跑快点；要是电机转得太快了，控制器就会减少电压或者电流，就像拉一下小宠物的缰绳，让它慢下来。
再来说说直流调速系统里的功率放大器。
这个功率放大器就像是个大力士。
控制器给的信号可能比较微弱，就像个小瘦子没什么力气。
功率放大器的作用就是把这个微弱的信号变得强大起来，这样才能有足够的力量去驱动直流电机。
它就像是把小瘦子变成了大力士，然后这个大力士就能轻松地推动电机按照我们想要的速度转动啦。
直流调速系统还有个保护装置呢。
这就像是给整个系统穿上了一层铠甲。
因为有时候可能会出现一些意外情况，比如说电压突然变得特别高或者电流突然变得特别大。
这时候保护装置就会启动，就像铠甲挡住了敌人的攻击一样，防止电机或者其他部件被损坏。
这就很贴心啦，就像有个小卫士在时刻守护着这个直流调速系统。
直流调速器的工作原理
直流调速器的工作原理直流调速器是一种能够按照需求改变直流电源输出电压和电流的电路装置。
它具有广泛的应用领域，例如电动机控制、电能调节、电动车辆和风力发电等。
其工作原理是通过控制开关器件的导通和断开，实现直流电压的调节。
下面将详细介绍直流调速器的工作原理。
直流调速器的主要组成部分包括整流器、滤波器、功率开关器件、控制电路、逆变器和环境监控电路。
整流器将交流电源转换成直流电源，滤波器用于去除直流电源中的脉动，功率开关器件负责控制电流的输入和输出，控制电路实现对功率开关器件的控制，逆变器将直流电源转换为交流电源，以满足不同的负载要求，环境监控电路用于监测和控制器件的工作温度和电流等。
直流调速器的工作过程可以分为整流和逆变两个阶段。
首先，在整流阶段，交流电源经过整流器转换成直流电源。
整流器通常由采用可控硅作为开关器件的桥式整流电路构成。
当输入电压通过桥式整流电路时，低频变压器将交流电压转换为带有脉动的直流电压。
控制电路将调制信号与桥式整流电路中的可控硅触发电路相连接，控制可控硅导通和截止。
这样，整流电路会根据调制信号的不同，实现对交流电源的整流，从而改变输出电压和电流。
接下来，在逆变阶段，直流电源经过逆变器转换为交流电源。
逆变器通常由功率开关器件和滤波电路构成。
功率开关器件通常是晶体管或IGBT。
在逆变器的工作过程中，控制电路将调制信号与功率开关器件相连接，以控制开关器件的导通和断开。
当开关器件导通时，电流流经负载，实现能量的输出；当开关器件截止时，电流停止流动，实现能量的截止。
逆变器输出的交流电压的频率和幅值可以通过控制开关器件的导通时间和断开时间来调节，从而实现对交流电源输出电压和电流的调整。
除了上述基本的工作原理外，直流调速器还可以根据具体的应用需求进行一些改进和调整。
例如，在电动机控制方面，可以采用脉宽调制技术，通过改变开关器件的导通比例，使得电机的转速和转矩得以控制。
在故障保护方面，可以使用环境监控电路来监测功率开关器件的温度和电流等参数，以实时检测设备的运行状态，并采取相应的措施以保护设备。
直流调速器的工作原理
直流调速器的工作原理
直流调速器是一种控制电机转速的仪表装置，它能够通过改变电机的电源电压大小来改变电机的转速。
当一个直流电动机作为一个负载时，直流调速器的工作原理如下：
首先，调速器会将电源电压转换成直流电压，并将直流电压输出给电机。
由于电机内部的发热量，电机会逐渐升温，发热量产生的热量会随着电机转速的变化而变化，当电机转速超过一定值时，该发热量会大大增加，对电机造成损坏。
因此，为了保护电机不受损害，调速器会根据电机的负载情况和电机的温度变化，调整电机的电源电压，以保持电机的运行在一个安全的温度范围内。
此外，调速器还可以根据电机的需要调节电机的转速，调速器会根据负载的变化和电机的额定电压，来调整电机的转速。
当负载增大时，电机转速会减慢，此时调速器会逐渐增大电机的电源电压，以保持电机的转速不变；当负载减小时，电机转速会加快，此时调速器会逐渐减小电机的电源电压，以保持电机的转速不变。
总之，直流调速器的工作原理是：通过改变电机的电源电压大小，来改变电机的转速，以保护电机不受损害，
同时根据负载的变化和电机的额定电压，来调节电机的转速，以保持电机的转速不变。
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第一部分直流电机的基本工作原理
一、直流电机的用途
直流电动机的优点：
1 调速范围广，易于平滑调节
2 过载、启动、制动转矩大
3 易于控制，可靠性高
4 调速时的能量损耗较小
缺点：换向困难，维修比较麻烦，制造成本高（与相
同功率的交流异步电机比较。
应用：机床方面的应用：龙门刨床、导轨磨床、龙门铣床等设备的工作驱动电机，导轨磨床、镗床、铣床等设备的主轴电机；
轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动；
直流发电机：用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。
二、直流电机的工作原理
原理：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。
1、直流电机的工作原理
工作原理：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e；e=B×l×v；
B：磁密
L：导体长度；
V：导体与磁场的相对速度。
正方向：用右手定则判断。
电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。
如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。
理解：电磁感应原理的变形（变化的磁通产生感应电动势）
3、直流电动机的工作原理图。
（1）构成：
磁场：图中N和S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。
励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。
容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。
用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。
电枢绕组：在N极和S极之间，有一个能绕轴旋转的圆柱形铁心，其上紧绕着一个线圈称为电枢绕组(图中只画出一匝线圈)，电枢绕组中的电流称为电枢电流Ia。
换向器：电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上，组成一个换向器。
换向器上压着固定不动的炭质电刷。
电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
电动机向负载输出机械功率的同时，却向电动机输入电功率，电动机起着将电能转换为机械能的作用。
能量转换：
电能->电磁转矩->负载（机械能）
3、电机的结构要求：
1 电磁要求: 产生磁场，感应出电动势，通过电流，产生电磁转矩
2机械要求：传递转矩，保持坚固稳定，冷却的要求，检修，运行可靠。
一、定子
定子的作用是产生磁场和作为电机机械支撑。
它由主磁极、换向磁极、电刷、机座、端盖和轴承等组成
二、转子
转子又称电枢，是电机的旋转部分。
它由电枢铁心、绕组、换向器等组成。
三、铭牌和额定值
为了使电机安全而有效地运行，制造厂对电机的工作条件都加以技术规定。
按照规定的工作条件进行运行的状态叫做额定工作状态。
电机在额定工作时的各种技术数据叫做额定值，一般加下标e表示。
这些额定值都列在电机的铭牌上，使用电机前，应熟悉铭牌。
使用中的实际值，一般不应超过铭牌所规定的额定值。
(一)型号：它表示电机的类别。
例如：Z2--12
Z：直流；2：设计序号；1：铁心长度；2：机座号
(二)额定电流Ie：指电源输入到电动机的允许电流。
(三)额定电压Ue：指输入到电动机上的允许电压。
(四)额定转速ne：这是指电机在额定工作状态时，应达到的转速。
(五)额定功率(额定容量) Pe：指在额定电压、额定电流和额定转速下，电动机轴上输出的机械功率Pe=Ue×Ie×ηe
(六)额定效率ηe：额定功率与输入功率之比，称为电机的额定效率，即ηe=（额
定功率/输入功率）×100 %
直流电机的励磁方式
按励磁方式不同，电机可分为
（一）他励直流电机电枢和励磁绕组由两个独立的直流电源供电。
（二）并励直流电机电枢和励磁绕组并联后由一个独立的直流电源供电。
（三）串励直流电机电枢和励磁绕组串联后由一个独立的直流电源
供电
（四）复励直流电机复励电机有两个绕组，一个并励绕组，一个串励
绕组，并励绕组和电枢并联，和串励绕组串联后由
一个独立的直流电源供电。
直流电机调速特性
一、直流电机的转速公式：
：电机磁通量，与励磁电流有关；
：电枢回路电阻；
：电机的扭矩；
：电枢电压；
问题：直流电机调速的方式有几种？
二、直流电机的机械特性
目前我们使用的直流调速器主要通过上述哪些方式进行调速？
你所知道的哪些设备是采用这种方式进行启动的？为什么要采用这种启动方式？有什么好处？
三、他励直流电机的能耗制动：
直流调速器基本原理功能
一、直流电机调速器的工作原理
4Q系列三相交流电源电枢回路控制框图：
通过对大功率晶闸管的导通角的控制，将交流电整流为所需的直流电，提供给直流电动机使用；上图为三相全桥整流，4Q(4象限运行)动力部分基本原理图；可实现回馈制动功能；
单相交流电源供电原理与上图基本相同，上图中减少一对晶闸管即可；（单相供电主要应用于小功率驱动器）
1Q系列三相交流电源电枢回路控制框图：
上图为三相全桥整流，1Q(1)象限运行)动力部分基本原理图；（与4Q相比较,j减少使用6只晶闸管）；没有回馈制动功能；
励磁回路控制原理图，通过控制两只晶闸管的导通角，可以控制输出的直流电压；
直流调速器从控制核心的角度分为：模拟控制和数字控制；
模拟式直流调速器的特点：电路简单，价格较为便宜，性价比较好，但参数可调整的较少，调整参数不直观，更多的凭经验办事，且无法直观了解调速器的运行状态；
数字式直流调速器的特点：功能强大，价格较同规格的模拟式产品贵，参数调整较为方便、故障诊断功能强大；调速稳定性好，不会因为时间长而发生信号漂移的问题；
直流调速器主要以调节上述两个指标为整个控制目标，（在选型时可根据需要选择是否带励磁控制功能；）
调速的基本原则：
A、在额定转速下，以调节电枢电压的目标；（在该速度段，电机可输出最大的扭矩）
B、当直流电动机需要运行在高于额定转速情况时，设置电枢电压上升到设定的最大值
后，通过减少励磁电流来达到提高转速的目的；（在该速度段，电机的最大输出扭
矩随转速的提升而下降）。