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直流電機恒轉矩調速方式

來源:子昂電機維修 日期:2019-05-05 17:42:45

恒轉矩模式下,要先保持氣隙磁通Φ恒定,直流電機的定子和轉子磁場是正交狀態的,互相沒有影響。要保持Φ恒定,只要保證勵磁線圈的電流穩定在一個值就可以了。理論上給一個恒流源來控制勵磁線圈的電流是比較完美的,但是因為電流源不好找,而一般給勵磁線圈施加一個穩定的電壓值,也可以近似讓勵磁電流穩定,進而讓氣隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流電機,用永磁鐵來替代了勵磁線圈,磁通是永久恒定的,所以不用操這個心了。

直流電機恒轉矩調速方式


簡單的調整電壓,并不能滿足負載波動比較厲害的場合,所以引進了串級調速系統,通過檢測電機的電流和轉速,分別弄出電流環內環和速度環外環了,使用PID算法,有效的滿足了負載波動狀況下的調速,讓直流電機的調速工作特性非常“硬”,也就是最大轉矩不會受到轉速的波動而變化,實現了真正的恒扭矩輸出。這種調速方式,一直是交流調速系統的模仿對方,比如變頻器矢量控制,就是模仿這種方式而實現的。如果只用電流環內環,還可以直接控制電機輸出一定的扭矩,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,早期是通過一臺發電機直流發電來控制的,通過調整發電機的磁通就可以控制發電機的輸出電壓,進而調整了電樞電壓大小的。

直流電機恒轉矩調速方式

在晶閘管可控硅被發明出來以后,通過給可控硅施加交流輸入電壓,利用移相觸發技術控制可控硅的導通角,就可以把交流電整流成一定脈動的直流電,因為直流電機是大感性負載,脈動直流電會被大電感緩沖穩定下來。這個直流電的電壓是可以調整的,和可控硅的導通角成一定的比例關系。這種調速技術是非常成熟可靠的,在上個世紀中后期得到了廣泛的工業應用。

另外場效應管和IGBT之類的器件出現以后,直流電機調速還可以做得更加精密了,可以利用PWM斬波技術,讓輸出的直流電壓非常穩定,這樣直流電機的轉速波動非常小,如果讓電機的轉子變長點,轉動慣量變小了,外加了位置環進去,還可以實現精確的定位控制,這個就是所謂的直流伺服系統了。

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