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直流电机恒转矩调速方式永磁有刷电机为您分析

发布日期:2021-06-29 16:07
信息摘要:
直流电机调速常称为有刷直流电机单独励磁调速。根据直流电动机的速度方程,速度n=(电枢电压u -电压电流Ia*内阻Ra)(恒Ce*气隙磁通),由于电枢的内阻Ra很小,所以电压电流Ia*内阻Ra0,使...
直流电机调速常称为有刷直流电机单独励磁调速。根据直流电动机的速度方程,速度n=(电枢电压u -电压电流Ia*内阻Ra)÷(恒Ce*气隙磁通Φ),由于电枢的内阻Ra很小,所以电压电流Ia*内阻Ra≈0,使转速n =(电枢电压U) ÷(恒定Ce *气隙磁通量Φ),只要在空气调节电枢电压U下的恒定气隙磁通量Φ,就可以调节直流电动机的转速n;或调整气隙磁通Φ在恒定电枢电压U下,也可以调整电机的转速n。前者称为恒转矩调整速度,后者称为恒功率调速。
 
直流电机恒转矩调速方式
 
在恒转矩模式下,气隙磁通Φ须保持恒定。直流电动机定子和转子的磁场是正交的,彼此没有影响。保持Φ恒定,就足以保证励磁线圈的电流稳定在一个值。理论上,它给一个恒流源控制励磁线圈的电流,但由于电流源并不容易找到,通常将一个稳定的电压值应用到励磁线圈也可以近似稳定的励磁电流,因此气隙的磁通Φ是恒定的。如果是永磁体直流电动机,则用永磁体代替励磁线圈,磁通量是不变的,所以不用担心这个。
 
简单的调整电压不能满足负荷波动较大的场合。为此,介绍了一种串级调速系统。通过检测电机的电流和速度,分别生成电流环的内环和速度环的外环。采用PID算法。它有效地满足了负载波动条件下的调速,使直流电动机的调速性能非常“难”,即转矩不会因转速波动而改变,实现了恒转矩输出。这种调速方式一直是交流调速系统的模仿对象。例如,利用这种方法实现了逆变器的矢量控制。如果只使用电流环的内环,也可以直接控制电机输出一定的转矩,以满足拉伸、卷曲等不同的控制要求。
 
 
电枢电压控制,在晶闸管和igbt发明之前,控制它们并不容易。毕竟,电力是比较大的。在早期,它是由发电机的直流发电控制的。发电机的输出电压可以控制,电枢电压可以调节。
 
晶闸管发明后,通过在晶闸管上施加交流输入电压,利用移相触发技术控制晶闸管的导通角,将交流电源整流成一定的脉动直流电源,因为直流电动机是一个大的感性负载,脉动直流电将由大电感缓冲器稳定。该直流电流的电压可以调整,并与可控硅的导通角成正比。这种调速技术非常成熟可靠,上世纪中后期已在工业上得到广泛应用。
 
此外,在fet和igbt等器件出现后,直流电机的调速可以变得更加准确。利用PWM斩波技术可以使输出的直流电压非常稳定,使直流电机的转速波动很小。让电机的转子变长,转动惯量变小,并添加位置回路,实现定位控制。这就是所谓的直流伺服系统。
 
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