了解直流电机调速的重要方法

在18世纪^th上个世纪，出现了直流电动机的发展。直流电动机的发展得到了广泛的促进，并在多个行业得到了显著的应用。在19世纪早期，随着1832年的改进，直流电动机最初是由英国研究员斯特金开发的。他发明了直流电机的初始换向器类型，它也有能力模拟机械。但有人可能想知道直流电机的功能是什么，为什么它是重要的了解直流电机的速度控制。因此，本文对其操作和各种速度控制技术进行了阐述。

什么是直流电机?

直流电动机是利用直流电来运转的，它把接收到的电能转换成机械能。这将触发设备自身的旋转变化，从而为多个领域的各种应用提供电力。

直流电机的速度控制是电机最有用的特点之一。通过控制电机的速度，可以根据要求改变电机的速度，从而得到所需的操作。

速度控制机构适用于许多情况下，如控制机器人车辆的运动，电机的运动在造纸厂，电机的运动在电梯的运动不同类型的直流电机使用。

直流电机的工作原理

简单的直流电动机的工作原理是，当载流导体被放置在磁事业中d，它受到机械力。在实际的直流电动机中，电枢是载流的导体，磁场提供磁场。

当导体(电枢)有电流时，它就产生自己的磁通量。磁通量要么在一个方向上与由磁场线圈产生的磁通量相加，要么抵消由磁场线圈产生的磁通量。磁通量在一个方向相对于另一个方向的积累对导体施加了一个力，因此，它开始旋转。

根据法拉第电磁感应定律，导体的旋转作用产生一个EMF。这个电动势，根据楞次定律，倾向于反对的原因，即供电电压。因此，直流电机有一个非常特殊的特性，即在由于反电动势引起的负载变化的情况下，可以调整其转矩。

为什么直流电机的速度控制很重要?

速度控制在机器上显示对电机转速的影响，这直接影响机器的功能，是如此重要的性能和性能的结果。每一种材料在钻孔时都有自己的转速，转速也随着钻头尺寸的变化而变化。

在泵安装的情况下，吞吐量会发生变化，因此传送带需要与设备的功能速度同步。这些因素是直接或间接地取决于电机的速度。因此，应考虑直流电机的转速并观察各种类型的转速控制方法。

直流电机的速度控制可以由工人手动或使用任何自动控制工具来完成。这似乎是与速度限制的对比，在那里必须有速度调节反对的自然变化的速度，因为轴负荷的变化。

速度控制原理

由上图可知，电压方程很简单直流电机是

V = Eb + IaRa

V为供电电压，Eb为反电动势，Ia为电枢电流，Ra为电枢电阻。

我们已经知道了

海尔哥哥= (Pø新西兰)/ 60。

P -极数，

——常数

Z -导体数

N-电机的速度

将Eb的值代入电压方程，得到

V = ((PøNZ)/60A) + IaRa

或者V - IaRa = (PøNZ)/60A

即N = (PZ/60A) (V - IaRa)/ ø

上式也可表示为:

N = K (V - IaRa)/ ø， K是一个常数

这意味着三件事:

1. 电机的速度与电源电压成正比。
2. 电机的转速与电枢压降成反比。
3. 由于磁场的结果，电机的速度与磁通成反比

因此，直流电动机的速度可以通过三种方式来控制:

• 通过改变电源电压
• 通过改变磁通，改变通过磁场绕组的电流
• 通过改变电枢电压和电枢电阻

直流电机调速的多种技术

由于直流电动机有两种类型，这里我们将明确讨论直流系列和直流系列的调速方法分流器马达。

串联直流电机调速

它可以分为两种类型:

• 电枢控制技术
• 现场控制技术

电枢控制技术进一步分为三类

• 电枢电阻控制
• 分流的电枢控制
• 电枢端电压

电枢电阻控制

这种技术在调节电阻与电机电源的调节电阻串联的地方应用最广泛。下面的图片解释了这一点。

直流串励电机的控制电阻功率损耗可以忽略不计，因为这种调节技术大多是在轻载情况下为了降低转速而长期使用的。这是一种具有成本效益的持久扭矩技术，主要用于驱动起重机、火车和其他车辆。

分流的电枢控制

在这里，变阻器将与电枢进行串联和分流连接。电枢的电压水平会发生变化，而电压水平的变化是通过改变电枢的系列来改变的变阻器。而励磁电流的变化则是通过改变分流变阻器来实现的。这种控制速度的技术在直流电机是不那么昂贵的，因为在速度调节电阻显着的功率损失。速度可以有一定的调节，但不能超过正常的速度水平。

电枢端电压

直流串联电机的速度也可以通过使用单个不同的电源电压供电给电机来实现，但这种方法昂贵且不广泛实施。

现场控制技术进一步分为两类:

• 场分流器
• 抽头场控制(抽头场控制)

场分流技术

这种技术利用了分流器。通过在串联磁场中分流部分电机电流，可以降低穿过磁场的磁通率。分流器的电阻越小，磁场电流就越小。此技术用于超过正常速度范围，并在负载下降时速度增加的电气驱动器上实现。

抽头场控制

在这里，随着磁通的减少，速度将增加，这是通过减少从电流发生的地方磁场绕组匝数来实现的。在这里，在励磁绕组中攻丝的数量被取出，这种技术被用于电力牵引。

直流并励电机的速度控制

它可以分为两种类型:

• 现场控制技术
• 电枢控制技术

直流并励电机的现场控制方法

在这种方法中，由于磁场绕组的磁通是变化的，以改变电机的速度。

由于磁通量取决于通过励磁绕组的电流，因此可以通过改变通过励磁绕组的电流来改变磁通量。这可以通过使用一个可变电阻与励磁绕组电阻串联来实现。

最初，当可变电阻保持在其最小位置时，额定电流由于额定电源电压流过励磁绕组，从而使速度保持正常。当电阻逐渐增大时，通过励磁绕组的电流减小。这反过来减少了产生的通量。因此，电机的速度增加超过其正常值。

直流并励电机电枢电阻控制方法

利用这种方法，可以通过控制电枢电阻来控制电枢上的压降来控制直流电动机的速度。这种方法也使用与电枢串联的可变电阻器。

当可变电阻器达到其最小值时，电枢电阻处于正常电阻，因此电枢电压下降。当电阻值逐渐增大时，电枢两端电压减小。这反过来导致电机速度的下降。

这种方法使电机的转速低于其正常范围。

直流并联电机电枢电压控制方法(沃德伦纳德法)

沃德·伦纳德的技术直流电机调速电路如下所示:

在上面的图片中，M是主要的电机，其速度是调节和G对应的一个单独励磁直流发电机，这是由使用三相电机驱动，它可能是同步或感应电机。这种直流发电机和交流驱动电动机组合的模式称为M-G组。

通过改变发电机的磁场电流来改变发电机的电压。这个电压水平，当提供给直流电机的电枢部分，然后M是变化的。为了保持电机磁场的磁通恒定，电机磁场电流必须保持恒定。当电动机转速被调节时，电动机的电枢电流应与额定电枢电流相同。

输出的磁场电流会不同，因此电枢的电压等级从“0”到额定等级变化。因为调速与额定电流相对应，与电机的持续磁通和磁通相对应，直到达到额定转速。因为功率是速度和扭矩的乘积它与速度成正比。这样，当功率增加时，速度也会增加。

上述两种方法都不能提供理想范围内的速度控制。此外，磁通控制方法会影响换相，而电枢控制方法由于使用电阻器与电枢串联而涉及到巨大的功率损耗。因此，通常需要一种不同的方法——控制电源电压来控制电机速度的方法。

因此，利用Ward Leonard技术，从最小转速水平到基本转速水平得到了可调的功率驱动和恒转矩值。磁场磁通调节技术主要应用于转速高于基准转速的情况。

在这个功能中，电枢电流保持在指定值的恒定水平，发电机的电压值保持恒定。在这种方法中，磁场绕组得到一个固定的电压，电枢得到一个可变的电压。

其中一种电压控制方法是使用开关柜机构为电枢提供可变电压，另一种是使用交流电机驱动的发电机为电枢提供可变电压直流发电机电动机变速系统)。

的沃德·伦纳德方法的优缺点d:

使用Ward Leonard技术控制直流电机速度的好处如下:

• 在两个方向上，一个人可以在一个扩展的范围内平稳地控制装置的速度
• 这种技术具有固有的制动能力
• 其后的无功伏安通过一个驱动器来平衡，大励磁同步电机作为驱动器，因此功率因数会增加
• 当有闪光负载时，驱动电机为感应电动机有一个飞轮，用来减少闪光负荷到最低水平

Ward Leonard技术的缺点是:

• 由于该技术有一套电机和发电机，成本较高
• 这款设备设计复杂，重量也很重
• 安装空间较大
• 需要定期维护和基础是不划算的
• 这会造成巨大的损失，从而降低了系统的效率
• 产生更多的噪声

和沃德·伦纳德方法的应用直流电动机速度的平稳控制。一些例子有矿井升降机、造纸厂、升降机、轧钢厂和起重机。

除了这两种技术，最广泛使用的技术是用PWM控制直流电机的速度实现直流电机的速度控制。PWM涉及到应用变宽脉冲到电机驱动器，以控制电压应用到电机。这种方法被证明是非常有效的，因为它将功率损耗保持在最小，并且不涉及使用任何复杂的设备。

上面的框图代表了一个简单的电动机转速控制器。如上面的框图所示，一个微控制器被用来向电机驱动器提供PWM信号。电机驱动是由h桥电路组成的L293D集成电路来驱动电机。

PWM是通过改变脉冲应用到电机驱动IC的使能引脚来控制电机的应用电压来实现的。脉冲的变化是由微控制器完成的，从按钮的输入信号。这里提供了两个按钮，每个按钮用于降低和增加脉冲的占空比。

因此，这篇文章给出了详细的解释各种技术的直流电机速度控制和速度控制是最重要的观察。它是进一步推荐了解12v直流电机调速控制器。