直流電動機調速原理

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    直流電動機調速是指電動機在一定負載的條件下，根據需要，人為地改變電動機的轉速。直流電動機調速調速性能好。


　　所謂“調速性能”，是指電動機在一定負載的條件下，根據需要，人為地改變電動機的轉速。直流電動機可以在重負載條件下，實現均勻、平滑的無級調速，而且調速范圍較寬。


    要使電樞受到一個方向不變的電磁轉矩，關鍵在于：當線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時地加以變換，即進行所謂“換向”。為此必須增添一個叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，就可以使電動機能連續的旋轉。

     直流電動機調速特點


　　（一）調速性能好。所謂“調速性能”，是指電動機在一定負載的條件下，根據需要，人為地改變電動機的轉速。直流電動機可以在重負載條件下，實現均勻、平滑的無級調速，而且調速范圍較寬。


　　（二）起動力矩大。可以均勻而經濟地實現轉速調節。因此，凡是在重負載下起動或要求均勻調節轉速的機械，例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等，都用直流電動機拖動。


　　 小功率直流電機調速電路


　　 本文介紹的小功率直流電機調速電路具有電路新穎、調試方便、調速范圍寬及轉差率低等特點。適合各種要求調速精度較高的生產機械設備用。電路如圖1所示。

圖1：一款新穎的小功率直流電機調速電路

電路工作原理

　　主電路直接輸人220V交流，經晶閘管半控橋整流后供給電機電樞。整流后的電壓較高，適合額定電壓為150至180V功率小于2kw的直流電機。這里晶閘管T1和二極管v3及T2和v4采用電力半導體半臂電橋模塊。

　　直流電機的勵磁繞組L2由二極管V1、V2及借用電樞回路的V3、V4組成的整流橋供電，節省了兩只二極管。為確保晶閘管關斷時，電樞電流連續且平滑，在主電路中接入了續流二極管V5及平波電抗器L1。

　　（1）同步電壓的獲取及脈沖觸發電路：一般單相半控橋整流電路均采用單結晶體管觸發方式，同步信號采用穩壓二極管穩壓后的削波電壓，缺點是觸發脈沖的移相范圍減小。本電路采用電源的過零點時刻作為同步信號，同步范圍可達170°以上。由二極管V1、V2、V3、V4整流橋輸出的單相脈動直流電壓一路經電阻R12、R13分壓，ZD2穩壓獲得22V的直流電壓作為觸發電路等的工作電源，另一路經R21、R22分壓送至三極管BG6的基極。每當電源過零時BG6吼截止，而BG4、BG5飽合導通，BG4將電容c12短接以保證在任意電源半周都是從零點開始充電，B炕集電極輸出的低電平信號使IC1復位，其（3）腳輸出低電平以保證晶閘管的觸發信號在任意電源半周期內都以電源過零點作為基準。三極管BG3的集電極電流為C12充電，當BG1管導通時C12放電使三極管BG2飽和導通，集電極輸出的低電平使IC1置位，其（3）腳輸出高電平，經滄電藕合器輸出觸發脈沖送至晶閘管的門極。這里時基電路SE555的作用是加大脈沖寬度，脈沖寬度值由R6、C7的充電時間常數決定。光電禍合器的作用是增大脈沖幅度，以確保晶閘管可靠觸發導通。

　　（2）給定和反饋控制：為提高電機的機械特性硬度和減小轉差率，該電路增加了電壓負反饋和電流正反饋控制，給定電位器RP3和電壓取樣電位器RP1、電流取樣電位器RP2共同控制三極管BG3的導通程度，從而控制BG3的集電極電流，使負載發生變化時觸發脈沖的相位隨之變化，電機轉速得以基本恒定。

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