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使用常識(shí)

直流電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式

來源:子昂電機(jī)維修 日期:2019-05-05 17:42:45

恒轉(zhuǎn)矩模式下,要先保持氣隙磁通Φ恒定,直流電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是正交狀態(tài)的,互相沒有影響。要保持Φ恒定,只要保證勵(lì)磁線圈的電流穩(wěn)定在一個(gè)值就可以了。理論上給一個(gè)恒流源來控制勵(lì)磁線圈的電流是比較完美的,但是因?yàn)殡娏髟床缓谜遥话憬o勵(lì)磁線圈施加一個(gè)穩(wěn)定的電壓值,也可以近似讓勵(lì)磁電流穩(wěn)定,進(jìn)而讓氣隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流電機(jī),用永磁鐵來替代了勵(lì)磁線圈,磁通是永久恒定的,所以不用操這個(gè)心了。

直流電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式


簡單的調(diào)整電壓,并不能滿足負(fù)載波動(dòng)比較厲害的場(chǎng)合,所以引進(jìn)了串級(jí)調(diào)速系統(tǒng),通過檢測(cè)電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速,分別弄出電流環(huán)內(nèi)環(huán)和速度環(huán)外環(huán)了,使用PID算法,有效的滿足了負(fù)載波動(dòng)狀況下的調(diào)速,讓直流電機(jī)的調(diào)速工作特性非常“硬”,也就是最大轉(zhuǎn)矩不會(huì)受到轉(zhuǎn)速的波動(dòng)而變化,實(shí)現(xiàn)了真正的恒扭矩輸出。這種調(diào)速方式,一直是交流調(diào)速系統(tǒng)的模仿對(duì)方,比如變頻器矢量控制,就是模仿這種方式而實(shí)現(xiàn)的。如果只用電流環(huán)內(nèi)環(huán),還可以直接控制電機(jī)輸出一定的扭矩,滿足不同的拉伸和卷曲等控制要求。

電樞電壓控制,在晶閘管和IGBT這些沒有被發(fā)明前,控制起來也不是容易的事情了,畢竟功率比較大,早期是通過一臺(tái)發(fā)電機(jī)直流發(fā)電來控制的,通過調(diào)整發(fā)電機(jī)的磁通就可以控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓,進(jìn)而調(diào)整了電樞電壓大小的。

直流電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式

在晶閘管可控硅被發(fā)明出來以后,通過給可控硅施加交流輸入電壓,利用移相觸發(fā)技術(shù)控制可控硅的導(dǎo)通角,就可以把交流電整流成一定脈動(dòng)的直流電,因?yàn)橹绷麟姍C(jī)是大感性負(fù)載,脈動(dòng)直流電會(huì)被大電感緩沖穩(wěn)定下來。這個(gè)直流電的電壓是可以調(diào)整的,和可控硅的導(dǎo)通角成一定的比例關(guān)系。這種調(diào)速技術(shù)是非常成熟可靠的,在上個(gè)世紀(jì)中后期得到了廣泛的工業(yè)應(yīng)用。

另外場(chǎng)效應(yīng)管和IGBT之類的器件出現(xiàn)以后,直流電機(jī)調(diào)速還可以做得更加精密了,可以利用PWM斬波技術(shù),讓輸出的直流電壓非常穩(wěn)定,這樣直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)非常小,如果讓電機(jī)的轉(zhuǎn)子變長點(diǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變小了,外加了位置環(huán)進(jìn)去,還可以實(shí)現(xiàn)精確的定位控制,這個(gè)就是所謂的直流伺服系統(tǒng)了。

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