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直流減速電機的調速方式
伴隨著高性能永磁材料、微電子技術、自動控制技術和電力電子技術的進步,永磁無刷直流電機得到了迅速發展。由于克服了機械換向裝置的固有缺點,無刷直流電機具有壽命長、調速性能優越,體積小、重量輕、效率高、轉動慣量小、電磁兼容性好等諸多優點。無刷直流電機的應用和研究受到了廣泛的重視,憑其技術優勢在許多場合取代了其它種類的電動機。特別是在微特電機領域,在小功率、高轉速的調速領域,無刷直流電機占據著主要位置。接下來和深圳市圓睿鑫的電子有限公司了解一下直流電機的三種調速方法:
1、調節電樞供電電壓U.改變電樞電壓主要是從額定電壓往下降低電樞電壓,從電動機額定轉速向下變速,屬恒轉矩調速方法。對于要求在一定范圍內無級平滑調速的系統來說,這種方法最好。電樞電流變化遇到的時間常數較小,能快速響應,但是需要大容量可調直流電源。
2、改變電動機主磁通φ。改變磁通可以以實現無級平滑調速,但只能減弱磁通,從電動機額定轉速向上調速、屬恒功率調速方法。電樞電流變化時遇到的時間常數要大很多,響應速度較慢。但所需電源容量小。
3、改變電樞回路電阻R.在電動機電樞回路外串電阻進行調速的方法,設備簡單,操作方便。但是只能有級調速,調速平滑性差,機械特性較軟;在調速電阻上消耗大量電能。改變電阻調速缺點很多,目前很少采用。
自動控制的直流調速系統往往以調壓調速為主,必要時把調壓調速和弱磁調速兩種方法配合起來使用。調壓調速的實現需要有專門的可控直流電源。自20世紀70年代以來,電力電子器件迅速發展,研制并生產出多種既能控制其導通又能控制其關斷的性能優良的全控型器件,由它們構成的脈寬調制(PWM)直流調速系統近年來在中小功率直流傳動中得到了迅猛的發展,與老式的可控直流電源調速系統相比,PWM調速系統有以下優點:
1、采用全控型器件的PWM調速系統,其脈寬調制電路的開關頻率高,因此系統的頻帶寬,響應速度快,動態抗擾能力強。
2、由于開關頻率高,僅靠電動機電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流,電樞電流容易連續,系統的低速性能好,穩速精度高,調速范圍寬,同時電動機的損耗和發熱都較小。
3、PWM系統中,主電路的電力電子器件工作在開關狀態,損耗小,裝置效率高,而且對交流電網的影響小,沒有晶閘管整流器對電網的“污染”,功率因數高,效率高。
4、主電路所需的功率元件少,線路簡單,控制方便。
目前,受到器件容量的限制,PWM直流調速系統只用于中、小功率的系統。無刷直流電動機的轉速設定,取決于速度指令Vc的高低。當Vc設定以后,無論是負載變化、電源電壓變化,還是環境溫度變化,當轉速低于指令轉速時,反饋電壓變小,調制波的占空比就會變大,電樞電流變大,使電動機產生的電磁轉矩增大而產生加速度,直到電動機的實際轉速與指令轉速相等為止;反之,如果電動機實際轉速比指令轉速高時,占空比減小,電樞電流減小,發生減速度,直至實際轉速與指令轉速相等為止。可以說,無刷直流電動機在允許的電網波動范圍內,在允許的過載能力以下,其穩態轉速與指令轉速相差在1%左右,并可以實現在調速范圍內恒轉矩運行,轉速不受電壓與負載變動的影響。

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