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直流減速電機(jī)的調(diào)速方式

伴隨著高性能永磁材料、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的進(jìn)步，永磁無(wú)刷直流電機(jī)得到了迅速發(fā)展。由于克服了機(jī)械換向裝置的固有缺點(diǎn)，無(wú)刷直流電機(jī)具有壽命長(zhǎng)、調(diào)速性能優(yōu)越，體積小、重量輕、效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、電磁兼容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用和研究受到了廣泛的重視，憑其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在許多場(chǎng)合取代了其它種類的電動(dòng)機(jī)。特別是在微特電機(jī)領(lǐng)域，在小功率、高轉(zhuǎn)速的調(diào)速領(lǐng)域，無(wú)刷直流電機(jī)占據(jù)著主要位置。接下來(lái)和深圳市圓睿鑫的電子有限公司了解一下直流電機(jī)的三種調(diào)速方法：
1、調(diào)節(jié)電樞供電電壓U.改變電樞電壓主要是從額定電壓往下降低電樞電壓，從電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速向下變速，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種方法最好。電樞電流變化遇到的時(shí)間常數(shù)較小，能快速響應(yīng)，但是需要大容量可調(diào)直流電源。
2、改變電動(dòng)機(jī)主磁通φ。改變磁通可以以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，但只能減弱磁通，從電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)速、屬恒功率調(diào)速方法。電樞電流變化時(shí)遇到的時(shí)間常數(shù)要大很多，響應(yīng)速度較慢。但所需電源容量小。
3、改變電樞回路電阻R.在電動(dòng)機(jī)電樞回路外串電阻進(jìn)行調(diào)速的方法，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。但是只能有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機(jī)械特性較軟；在調(diào)速電阻上消耗大量電能。改變電阻調(diào)速缺點(diǎn)很多，目前很少采用。
自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主，必要時(shí)把調(diào)壓調(diào)速和弱磁調(diào)速兩種方法配合起來(lái)使用。調(diào)壓調(diào)速的實(shí)現(xiàn)需要有專門的可控直流電源。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，電力電子器件迅速發(fā)展，研制并生產(chǎn)出多種既能控制其導(dǎo)通又能控制其關(guān)斷的性能優(yōu)良的全控型器件，由它們構(gòu)成的脈寬調(diào)制（PWM）直流調(diào)速系統(tǒng)近年來(lái)在中小功率直流傳動(dòng)中得到了迅猛的發(fā)展，與老式的可控直流電源調(diào)速系統(tǒng)相比，PWM調(diào)速系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、采用全控型器件的PWM調(diào)速系統(tǒng)，其脈寬調(diào)制電路的開(kāi)關(guān)頻率高，因此系統(tǒng)的頻帶寬，響應(yīng)速度快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。
2、由于開(kāi)關(guān)頻率高，僅靠電動(dòng)機(jī)電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動(dòng)很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的損耗和發(fā)熱都較小。
3、PWM系統(tǒng)中，主電路的電力電子器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，損耗小，裝置效率高，而且對(duì)交流電網(wǎng)的影響小，沒(méi)有晶閘管整流器對(duì)電網(wǎng)的“污染”,功率因數(shù)高，效率高。
4、主電路所需的功率元件少，線路簡(jiǎn)單，控制方便。
目前，受到器件容量的限制，PWM直流調(diào)速系統(tǒng)只用于中、小功率的系統(tǒng)。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定，取決于速度指令Vc的高低。當(dāng)Vc設(shè)定以后，無(wú)論是負(fù)載變化、電源電壓變化，還是環(huán)境溫度變化，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于指令轉(zhuǎn)速時(shí)，反饋電壓變小，調(diào)制波的占空比就會(huì)變大，電樞電流變大，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩增大而產(chǎn)生加速度，直到電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相等為止；反之，如果電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速比指令轉(zhuǎn)速高時(shí)，占空比減小，電樞電流減小，發(fā)生減速度，直至實(shí)際轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相等為止?？梢哉f(shuō)，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)在允許的電網(wǎng)波動(dòng)范圍內(nèi)，在允許的過(guò)載能力以下，其穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速與指令轉(zhuǎn)速相差在1%左右，并可以實(shí)現(xiàn)在調(diào)速范圍內(nèi)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，轉(zhuǎn)速不受電壓與負(fù)載變動(dòng)的影響。

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