無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制的原理分析

東弘機(jī)電

按照以下無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算公式可知，影響電機(jī)轉(zhuǎn)速的三個參量分別是電樞回路的總電阻Ra,調(diào)整電樞繞組的供電電壓Ua或者調(diào)整勵磁磁通φ。也就是說，想要改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，必須對以上三個參量進(jìn)行調(diào)整。

n=(Ua-IaRa)/CEφ

Ua——電機(jī)定子繞組的實(shí)際電壓大小

Ia——電機(jī)繞組內(nèi)通過的實(shí)際電流大小

Ra——電路系統(tǒng)中包含電機(jī)的回路電阻大小

CE——電勢系數(shù)

φ——勵磁磁通

在現(xiàn)實(shí)情況下，在已確定無刷直流電機(jī)選型及電機(jī)參數(shù)的情況下，改變系統(tǒng)總的電阻值Ra和電機(jī)的勵磁磁通值 難度是比較大的，因此，在一般情況下，我們可以對無刷直流電機(jī)的供電電壓所處適當(dāng)調(diào)整，從而降低線圈繞組通過電流大小，以期達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，調(diào)節(jié)電機(jī)電壓的方法主要包含整流發(fā)，脈寬調(diào)制法等 ，在實(shí)踐中應(yīng)用較為廣泛的脈寬調(diào)制方式為PWM,這是一種能夠進(jìn)行模擬信號和數(shù)字信號之間相互轉(zhuǎn)化，即能夠?qū)崿F(xiàn)模擬信號的數(shù)字編碼。

因此，從這一層面來說，處理器被控系統(tǒng)之間所以進(jìn)行都是數(shù)字形式的交流，不需要在進(jìn)行模塊轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)中保存的數(shù)字信號能在很大程度上起到抑噪的作用，同時數(shù)字信號具備抗干擾性優(yōu)良、傳輸識別效率高等優(yōu)點(diǎn)，除此之外，對控制設(shè)備加于電機(jī)繞組上的吸納后進(jìn)行處理能夠得到可變電壓，對此電壓值進(jìn)行調(diào)節(jié)就能相應(yīng) 調(diào)整電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。這一過程的詳細(xì)原理可以描述為：系統(tǒng)向直流電機(jī)輸入的直流電壓的平均值是有系統(tǒng)的一個方波的高電平與整個運(yùn)轉(zhuǎn)周期長期的比值決定的。

因此能夠高低電平在一個周期內(nèi)所占時間來動態(tài)調(diào)整占空比，進(jìn)而對無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控，在占空比升高時，高電平信號隨之增多，系統(tǒng)輸出脈沖幅度有所上升，加在電機(jī)電樞繞組兩端的電壓也會上升，在不考慮磁飽和的情況下，電樞繞組的電抗值變化不大，因此電樞繞組中電流值會增加，這也是就使電機(jī)的轉(zhuǎn)速增大。