直流電機調(diào)速原理圖當單片機輸出高電平時,三極管導通,使得電機得電,從而滿速運行;當單片機輸出低電平時,三極管截止,電機兩端沒有電壓,電機停止轉(zhuǎn)動。那如何使電機兩端的電壓發(fā)生變化,進而控制電機的轉(zhuǎn)速呢?只要單片機輸出占空比可調(diào)的方波,即PWM信號即可控制電機兩端的電壓發(fā)生變化,從而實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的控制。直流電機調(diào)速原理圖當單片機輸出高電平時,三極管導通,使得電機得電,從而滿速運行;當單片機輸出低電平時,三極管截止,電機兩端沒有電壓,電機停止轉(zhuǎn)動。那如何使電機兩端的電壓發(fā)生變化,進而控制電機的轉(zhuǎn)速呢?只要單片機輸出占空比可調(diào)的方波,即PWM信號即可控制電機兩端的電壓發(fā)生變化,從而實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的控制。質(zhì)量來自專業(yè),質(zhì)量源于堅持——誠鋮創(chuàng)惠。脈寬調(diào)制調(diào)速電源廠
穩(wěn)定:此過程與直流電機起動時的穩(wěn)定階段類似。此時由于轉(zhuǎn)速已接近給定轉(zhuǎn)速,Δun=ug-ufn很小,速度調(diào)節(jié)器ST作PI調(diào)節(jié),輸出電流給定值un下降,電流調(diào)節(jié)器輸入Δui=un-ufi變小,所以在LT的調(diào)節(jié)下,電樞電流開始下降至穩(wěn)定值,由于速度調(diào)節(jié)器的積分作用,速度有慣性,會出現(xiàn)速度超調(diào)的現(xiàn)象,之后在速度、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用下,轉(zhuǎn)速與電樞電流都趨于穩(wěn)定值。負載轉(zhuǎn)矩突變:在1.5s時直流電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩TL發(fā)生突變,由原來的5N·m階躍變?yōu)?5N·m,此時負載轉(zhuǎn)矩大于電磁轉(zhuǎn)矩,電機減速,轉(zhuǎn)速稍微有所下降,轉(zhuǎn)速給定信號ug不變,速度調(diào)節(jié)器ST的輸入信號Δun=ug-ufn增大,但是增大的幅度比較小,所以ST作PI調(diào)節(jié),其輸出信號即電流調(diào)節(jié)器LT的給定信號un變大,LT的輸入信號Δui=un-ufi變大,LT進行閉環(huán)調(diào)節(jié),增大電樞電流從而增大電磁轉(zhuǎn)矩,直至電流稍微有所超調(diào),此時電磁轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩,電機加速,速度恢復到給定值,ST的輸入信號減小,輸出LT的給定值變小,電流稍微下降,直到電磁轉(zhuǎn)矩等于負載轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩平衡,電流維持新的穩(wěn)定值,電磁轉(zhuǎn)矩比原來大,所以電流比原來大。此過程為速度、電流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)。德州PLC控制調(diào)速電源多少錢電機好典范,誠鋮創(chuàng)惠相伴。
為直流電機模塊,直流電機電樞兩端反并聯(lián)二極管D1作為續(xù)流回路,電樞串聯(lián)平波電抗器Ls保持電流連續(xù),勵磁線圈接240V直流電源以他勵方式為電機提供恒定的磁通,由表6的模塊參數(shù)表可知,電機電樞電阻Ra為0.5Ω,電樞電感La為0.01H,勵磁繞組電阻Rf為240Ω,勵磁電感為Lf為0,電樞繞組與勵磁繞組的互感Laf為1.23H,轉(zhuǎn)動慣量J為0.05kg·m2。該模塊為直流電機的主回路。為速度與電流反饋模塊,由電樞端取得電樞電流與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,輸出信號為速度反饋信號wm與電流反饋信號Ia。該模塊的功能為獲得電機轉(zhuǎn)速反饋量與電樞電流反饋量以形成負反饋控制。
直流電機恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式恒轉(zhuǎn)矩模式下,要先保持氣隙磁通Φ恒定,直流電機的定子和轉(zhuǎn)子磁場是正交狀態(tài)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(wěn)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(wěn)定的電壓值,也可以近似讓勵磁電流穩(wěn)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,磁通是長久恒定的,所以不用操這個心了。簡單的調(diào)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(diào)速系統(tǒng),通過檢測電機的電流和轉(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,有效的滿足了負載波動狀況下的調(diào)速,讓直流電機的調(diào)速工作特性非?!坝病?,也就是最大轉(zhuǎn)矩不會受到轉(zhuǎn)速的波動而變化,實現(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)的模仿對方,比如變頻器矢量控制,就是模仿這種方式而實現(xiàn)的。如果只用電流環(huán)內(nèi)環(huán),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。淄博誠鋮創(chuàng)惠電子有限公司——眾創(chuàng)共享,跨越未來。
直流電機工作原理導體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩,這個力矩在旋轉(zhuǎn)電機里稱為電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩的方向是逆時針方向,企圖使電樞逆時針方向轉(zhuǎn)動。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩(例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負載轉(zhuǎn)矩),電樞就能按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。直流電機調(diào)速原理直流電機的轉(zhuǎn)速計算公式如下:n=(U-IR)/Kφ,其中U為電樞端電壓,I為電樞電流,R為電樞電路總電阻,φ為每極磁通量,K為電動機結構參數(shù)??梢钥闯觯D(zhuǎn)速和U、I有關,并且可控量只有這兩個,我們可以通過調(diào)節(jié)這兩個量來改變轉(zhuǎn)速。我們知道,I可以通過改變電壓進行改變,而我們常提到的PWM控制也就是用來調(diào)節(jié)電壓波形的常用方法,這里我們也就是用PWM控制來進行電機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的。通過單片機輸出一定頻率的方波,方波的占空比大小平均電壓的大小,也決定了電機的轉(zhuǎn)速大小。誠鋮創(chuàng)惠調(diào)速器,好品質(zhì)經(jīng)得住考驗。脈寬調(diào)制調(diào)速電源廠
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限幅值的影響:改變速度調(diào)節(jié)器的限幅值,即改變電流調(diào)節(jié)器的比較大給定輸入信號,仿真得到波形如下,為限幅值為20A時的波形,為限幅值為40A時的波形??梢钥闯觯谒俣日{(diào)節(jié)器的限幅值增大時,即增大了電流調(diào)節(jié)器的比較大給定輸入信號,當速度調(diào)節(jié)器輸出限幅值時,電流調(diào)節(jié)器的給定信號變大,經(jīng)電流閉環(huán)調(diào)節(jié)之后,直流電機的電樞電流變大,所以電機的比較大輸出轉(zhuǎn)矩變大,比較大加速度變大,在起動的加速階段加速得更快,所以轉(zhuǎn)速更快接近給定值,在限幅值為30A時加速了0.2s達到給定值,進入穩(wěn)定調(diào)節(jié)階段,在限幅值為40A時加速了0.15s就達到給定值。但是在確定限幅值的時候要考慮到直流電機電樞的電流耐受能力,防止過流使得電機過熱而損壞電樞繞組,也要考慮電機軸所能承受的最大力矩,防止電機發(fā)生機械損壞。但是限幅值也考慮電機軸上相應負載轉(zhuǎn)矩的大小,限幅值應該大于或等于電機的最大負載所要求的電流,否則會像一樣,由于給定值小于負載所要求的電流值,所以的負載加大之后,電機的轉(zhuǎn)速一直下降,導致ST的輸入信號Δun=ug-ufn一直變大,ST維持限幅值的輸出,經(jīng)過電流調(diào)節(jié)器LT的調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)電樞電流一直保持最大電流給定值,系統(tǒng)無法達到穩(wěn)態(tài)。脈寬調(diào)制調(diào)速電源廠
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