03.06 如何学好直流调速?

薛学铭


直流调速,一般指的是他励有刷直流电机的调速,因为碳刷问题,一般场合的直流调速已经被变频控制的异步电机调速替代了,但是几十瓦甚至更小的一些电机,还在使用直流调速的,还有就是一些特别大的电机,也有直流调速系统在应用,直流调速,基本上都是在调压,也就是通过改变电枢电压和励磁电压来达到改变电机转速的目的,请关注:容济点火器

他励直流电机,有励磁线圈和电枢线圈,根据下边的公式,转速n和这些物理量有关系,

R是电机电枢内阻,阻值非常小,在电流I不大的情况下,IR可以忽略,Ke是电机的结构参数,φ是磁通量,Keφ是常数,所以转速n和电枢电压成正比例关系,改变电枢两端的电压,就可以改变电机转速n。

这种调速方式,是恒转矩调速,也就是说,最大转矩不会随着转速的变动而变化。通过调整可控硅导通角,改变施加在电机电枢两端的电压就可以调速了。


如果不考虑成本的情况下,可以使用场效应管或者IGBT管,利用PWM斩波的方式来控制输出电压,这样可以实现更理想的控制精度

如果要达到更高精度的速度控制要求,可以引入了测试发电机或者编码器这些速度测量器件,采用速度环和电流环串级调速,达到更好的调速效果。

再次根据上边的公司,如果减弱励磁磁通Φ,同样会引起转速n的变化,Φ取决于励磁线圈的电流大小,而这个电流在内阻忽略情况下,基本上也正比例于电压,所以改变励磁电压,同样可以改变电机转速n。这种调速方式叫弱磁调速,它是恒功率调速,就是最大功率是固定的,如果转速升高,扭矩会下降。


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改革开放初开始接触直流调速传功,当时国内生产可控硅直流调速装置的以上海整流器厂为主,全由分立原组成,一个大柜控一台直流电机。光板子就有十几块(同步电源、稳压电源、触发电源、给定积分、速度环、电流环、输出器、触发器板六块、励磁电源〈用的还是硒整流〉)调试并非易事。你得掌握多门类电子技术,了解每一电子原件在电路中属性。随着改革开放深入逐渐引进以西门子6RA23、6RA28、6RA70、欧陆590、512、514为主流直流传动装置。这些数字化直流传动装置使用就方便多了,设置只需把相应的电机参数键入即可(有点类似变频器设置)不行来个自适应整定,基本能正常运行了。经自适应整定如个别达不到理想状态的,那就要凭经验根据现象手动设置了,对吃透直流调速原理的也并非难事。


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