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  • 直流電機弱磁調速是什么？

    發(fā)布者： admin  時(shí)間：2021/7/23 11:11:29

    　　直流伺服恒功率調速方式


    　　就是所謂的弱磁調速，這種調速方式，本質(zhì)是恒轉矩調速方式的一種補充，主要是有些場(chǎng)合，需要比較寬的調速范圍，比如有些龍門(mén)床，需要電機加工時(shí)候進(jìn)刀非常慢，扭矩要很高；而退回來(lái)時(shí)候扭矩很輕看是要跑非?？?，這時(shí)候進(jìn)刀時(shí)候用恒轉矩調速模式，而退回來(lái)時(shí)候用弱磁調速方式，這時(shí)候電機的最大功率是不變的。


    　　也有些電動(dòng)車(chē)，低速上坡時(shí)候要跑很慢，需要很大扭力，而平路阻力小又想跑非?？?，這時(shí)候也需要用到恒功率調速，類(lèi)似于機械變檔或者調減速比的方式來(lái)調速。一般弱磁調速，是不適合于永磁電機的，因此磁通Φ無(wú)法單獨控制。


    　　要弱磁，就是直接減少氣隙磁通Φ的大小，這時(shí)候可以降低勵磁線(xiàn)圈的電流，一般也會(huì )在勵磁線(xiàn)圈使用可控硅或者場(chǎng)效應管這些來(lái)做一個(gè)PI調整回來(lái)輸出一個(gè)電流源來(lái)實(shí)現。


    　　弱磁調速的時(shí)候，電機轉速越高，電機輸出的最大扭矩會(huì )越小，這個(gè)是需要注意的，而且一般也不會(huì )無(wú)限制的減小下去，大概能控制在額定勵磁電流的90%左右。


    　　低壓直流伺服電機恒轉矩調速方式


    　　電樞電壓控制，在晶閘管和IGBT這些沒(méi)有被發(fā)明前，控制起來(lái)也不是容易的事情了，畢竟功率比較大，早期是通過(guò)一臺發(fā)電機直流發(fā)電來(lái)控制的，通過(guò)調整發(fā)電機的磁通就可以控制發(fā)電機的輸出電壓，進(jìn)而調整了電樞電壓大小的。


    　　在晶閘管可控硅被發(fā)明出來(lái)以后，通過(guò)給可控硅施加交流輸入電壓，利用移相觸發(fā)技術(shù)控制可控硅的導通角，就可以把交流電整流成一定脈動(dòng)的直流電，因為直流電機是大感性負載，脈動(dòng)直流電會(huì )被大電感緩沖穩定下來(lái)。這個(gè)直流電的電壓是可以調整的，和可控硅的導通角成一定的比例關(guān)系。這種調速技術(shù)是非常成熟可靠的，在上個(gè)世紀中后期得到了廣泛的工業(yè)應用。


    　　另外場(chǎng)效應管和IGBT之類(lèi)的器件出現以后，直流電機調速還可以做得更加精密了，可以利用PWM斬波技術(shù)，讓輸出的直流電壓非常穩定，這樣直流電機的轉速波動(dòng)非常小，如果讓電機的轉子變長(cháng)點(diǎn)，轉動(dòng)慣量變小了，外加了位置環(huán)進(jìn)去，還可以實(shí)現精確的定位控制，這個(gè)就是所謂的直流伺服系統了。


    　　恒轉矩模式下，要先保持氣隙磁通Φ恒定，直流電機的定子和轉子磁場(chǎng)是正交狀態(tài)的，互相沒(méi)有影響。要保持Φ恒定，只要保證勵磁線(xiàn)圈的電流穩定在一個(gè)值就可以了。理論上給一個(gè)恒流源來(lái)控制勵磁線(xiàn)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(xiàn)圈施加一個(gè)穩定的電壓值，也可以近似讓勵磁電流穩定，進(jìn)而讓氣隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流電機，用永磁鐵來(lái)替代了勵磁線(xiàn)圈，磁通是永久恒定的，所以不用操這個(gè)心了。


    　　簡(jiǎn)單的調整電壓，并不能滿(mǎn)足負載波動(dòng)比較厲害的場(chǎng)合，所以引進(jìn)了串級調速系統，通過(guò)檢測電機的電流和轉速，分別弄出電流環(huán)內環(huán)和速度環(huán)外環(huán)了，使用PID算法，有效的滿(mǎn)足了負載波動(dòng)狀況下的調速，讓直流電機的調速工作特性非?！坝病?，也就是最大轉矩不會(huì )受到轉速的波動(dòng)而變化，實(shí)現了真正的恒扭矩輸出。這種調速方式，一直是交流調速系統的模仿對方，比如變頻器矢量控制，就是模仿這種方式而實(shí)現的。如果只用電流環(huán)內環(huán)，還可以直接控制電機輸出一定的扭矩，滿(mǎn)足不同的拉伸和卷曲等控制要求。

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