直流电机的调速方法综述
文献综述(论文)格式
XXXXXXXX
张三
重庆青年职业技术学院,重庆 400715 电机因其调速范围大,控制性能好等优点,一直在传动领域占有重要地位。常采用经典的双闭环设计,对速度环和电流环进行PID ……
1 绪 论
XXX
1.1
XXXX
………………… 1.1.1
电机XXXX
1.XXXX
1)XXXX
1.2 电力电子器件的发展及现状
表1.1
参考文献 [1] [2] 王兆安.电路电子技术[M]……
直流电动机调速设计
综述
直流电机是人类最早发明的和应用的一种电机。与交流电机相比,直流电机因结构复杂、维护困难、价格较贵等缺点制约了它的发展,应用不如交流电机广发。但由于直流电动机具有优良的起动、调速和制动性能,因此在工业领域中仍占有一席之地。随着电力电子技术的发展,直流发电机虽有可能被可控整流电源取代的趋势,但从供电的质量和可靠性来看,直流发电机仍具有一定的优势,因此在某些场合,例如化学工业中的电镀、电解等设备,直流电焊机和某些大型同步电机的励磁电源仍然使用直流发电机作为供电电源。
直流电动机主要分为四类:1他励直流电动机,2并励直流电动机,3串励直流电动机,4复励直流电动机。本文对他励直流电动机的调速进行设计,主要介绍了他励直流电动机的调速原理以及调速方法。
1 直流电动机调速原理
1.1直流电动机的定义
输入为直流电能的旋转电动机,称为直流电动机,它是能实现直流电能向机械能转换的电动机。
1.2直流电动机的基本结构
直流电机由定子和转子两部分组成,其间有一定的气隙。其构造的主要特点是具有一个带换向器的电枢。直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件,由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。直流电机的转子则由电枢、换向器(又称整流子)和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成,在其外圆处均匀分布着齿槽,电枢绕组则嵌置于这些槽中。换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后,以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。换向器质量对运行可靠性有很大影响。
直流调速器的工作原理
直流调速器的工作原理
1.电压变化机制:
-电源:直流电源提供电流和电压,作为电动机的驱动力。
-变压器:用于将输入电压进行调整,从而满足直流电机的工作需要。
-整流器:将交流电信号转换为直流电信号,并通过调整整流电压的
大小,来改变电机的转速。
-电阻箱:通过改变接入电路中的电阻值,来控制电流的大小,从而
影响电机的转速。
当电压降低时,电机所接收的电压也会降低,进而影响电机的转速。
直流调速器通过改变输入电压大小,来实现直流电机速度的调整。当电压
增加时,电机转速提高;当电压减小时,电机转速降低。这种方式通过改
变电机所接收的电压,来调整电机转速的目的。
2.电流变化机制:
直流调速器还可以通过调节电机所接收的电流,来改变电机的转速。
直流调速器中的电阻箱起着控制电流的作用,当电阻值增加时,电流减小,电机转速降低;当电阻值减小时,电流增加,电机转速提高。这种方式通
过改变电机所接收的电流,来实现电机转速的调整。
此外,直流调速器还可以通过改变电枢电流和电枢磁场的方式,来实
现电机转速的调节。电枢电流和电枢磁场之间存在一定的关系,通过调节
电枢电流的大小,可以改变电枢磁场的大小,从而影响电机的转速。
综上所述,直流调速器通过调节电机所接收的电压和电流,来改变电
机的转速。它可以通过改变电压、电流、电枢电流和电枢磁场等方式,来
实现对电机转速的调节和控制。直流调速器的设计和控制系统可以根据实际需求,实现电动机在不同工作条件下的转速和负载要求的调控。
电机控制策略研究及其在工业应用中的优化
电机控制策略研究及其在工业应用中的优化引言:
电机作为现代工业生产和生活的重要组成部分,其控制策略的研究和优化对于提高工业生产效率和降低能源消耗具有重要意义。本文将对电机控制策略的研究进行综述,并探讨其在工业应用中的优化方案。
一、电机控制策略的研究概述
1. 传统电机控制策略
传统的电机控制策略包括直流电机调速、感应电机的矢量控制和开环控制等。这些方法在实际应用中具有一定的局限性,例如调速范围有限、响应速度较慢等。
2. 现代电机控制策略
现代电机控制策略包括磁场定向控制(FOC)、直流电机有源前馈控制、直接转矩控制等。这些策略通过对电机的电流、速度和位置进行精确控制,实现高效、精确的电机控制。
二、电机控制策略在工业应用中的优化
1. 能效优化
优化电机控制策略可以有效提高电机的能效。通过采用优化控制算法,例如模型预测控制(MPC)和适应性控制算法,可以最大程度地降低电机的能量损耗,从而降低生产成本和能源消耗。
2. 高性能控制
优化电机控制策略能够实现电机的高性能控制,提高电机的动态响应能力和控
制精度。例如,通过磁场定向控制(FOC)可以实现电机的精确转矩控制,从而提高电机的动态响应速度和稳态性能。
3. 故障诊断和容错控制
优化电机控制策略还可以应用于故障诊断和容错控制,在电机故障发生时能够
快速识别和处理。例如,通过监测电机的驱动信号和反馈信号可以实时检测电机的运行状态,并在故障发生时自动切换到备用控制策略,保证生产线的正常运行。
4. 多电机协同控制
在一些工业应用中,需要多个电机协同工作。优化电机控制策略可以实现多电
无刷直流电机控制技术综述
无刷直流电机控制技术综述
一、本文概述
随着科技的飞速发展和工业自动化的深入推进,无刷直流电机(Brushless DC Motor, BLDCM)控制技术日益受到广泛关注。无刷直流电机以其高效、节能、长寿命等优点,在电动工具、电动车、航空航天、机器人等领域得到广泛应用。本文旨在对无刷直流电机控制技术进行综述,介绍其基本原理、发展历程、主要控制策略以及未来发展趋势,以期为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考。
本文将对无刷直流电机的基本结构和工作原理进行简要介绍,为后续的控制技术分析奠定基础。通过回顾无刷直流电机控制技术的发展历程,揭示其从简单的开环控制到复杂的闭环控制,再到智能控制的演变过程。接着,重点介绍几种主流的无刷直流电机控制策略,包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等,并分析它们在不同应用场景下的优缺点。还将探讨无刷直流电机在高速、高精度、高效率等方面的特殊控制需求及其解决方案。
本文将对无刷直流电机控制技术的未来发展趋势进行展望,包括控制算法的优化与创新、新型功率电子器件的应用、以及电机与控制系统的一体化设计等。通过本文的综述,读者可以对无刷直流电机控制技术有一个全面而深入的了解,为相关领域的研究和实践提供有益
的启示和指导。
二、无刷直流电机的基本原理与结构
无刷直流电机(Brushless Direct Current,简称BLDC)是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。其基本工作原理和结构与传统直流电机有所不同,因此在控制上也具有其独特之处。
基本原理:无刷直流电机的工作原理基于电子换向技术。它利用电子开关器件(如功率晶体管或功率MOSFET)实现对电机电流的换向控制,从而改变了电机转子的旋转方向。与传统直流电机相比,无刷直流电机省去了机械换向器和电刷,因此具有更高的运行效率和更长的使用寿命。
直流电机调速电路发展综述
直流电机调速电路发展综述
1.早期调速方法
在早期,直流电机的调速主要通过改变电机的输入电压或电流来实现。一种常用的方法是串联电阻调速,通过在电枢电路中串联电阻来降低电机的输入电压,从而达到调速的目的。然而,这种方法效率较低,且无法实现平滑的调速。
2.晶体管控制调速
随着晶体管技术的发展,人们开始使用晶体管作为控制元件来实现直流电机的调速。通过改变晶体管的导通状态,可以调节电机的输入电流,从而实现平滑的调速。这种方法较串联电阻调速更为先进,但仍然存在效率较低的问题。
3.可控硅整流器调速
可控硅整流器的出现为直流电机调速带来了新的解决方案。可控硅整流器可以控制直流电机的输入电压,从而实现精确的调速控制。这种方法具有较高的效率和较宽的调速范围,但需要专业的控制电路来实现。
4.PWM控制调速
随着微电子技术的发展,PWM(脉宽调制)控制技术开始广泛应用于直流电机调速。PWM控制技术通过调节脉冲宽度来改变电机的输入电压或电流,从而实现精确的调速控制。这种方法具有效率高、精度高、噪声低等优点,是当前直流电机调速的主流技术之一。
5.矢量控制与直接转矩控制
为了进一步提高直流电机的调速性能,人们开始研究矢量控制和直接转矩控制等高级控制策略。矢量控制通过将电机的输入电流分解为转矩电流和励磁电流两个分量,分别对它们进行控制,从而实现对电机转矩的精确控制。直接转矩控制则通过直接控制电机的输出转矩来实现快速响应的调速控制。这些高级控制策略能够进一步提高直流电机的调速性能和动态响应能力。
6.现代数字化调速技术
随着数字信号处理器(DSP)和微控制器等数字芯片的出现,数字化调速技术开始广泛应用于直流电机控制。数字化调速技术能够实现更加快速和精确的调速控制,同时也方便了与计算机等其他设备的接口。目前,数字化调速技术已经成为直流电机调速的主流技术之一。
直流电机调速系统毕业论文开题报告
直流电机调速系统毕业论文开题报告
一、本课题研究现状:
1)在现代工业中,电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中,对电动机的速度要求越来越高,如何控制电动机的速度,是关系着许多行业的生产和发展。随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长,越来越多的生产机械要求能实现自动调速。长期以来,自动调速电动机一直占据着调速控制的统治地位。由于它具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高效率,优异的动态特性,现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择。
以前电动机大多使用由模拟电路组成的控制柜进行控制,现在单片机已经开始取代模拟电路作为电机控制器。当前电机控制器的发展方向越来越趋于多样化和复杂化,现有的专用集成电路未必能满足苛刻的新产品开发要求,为此可考虑开发电机的新型单片机控制器,因此研究直流电机的速度控制,有着非常重要的意义。
2)综述国外电机调速的研究动态和自己的见解
直流电机问世已有一百四十多年的历史。在设计和制造技术上有很大进步, 新材料、新技术的应用以及整流电源的普及, 促进了一般工业用直流电机的不断扩大,品种的日益繁多。,直流调速系统仍将处于十分重要地位。
对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个方面,而在工业生产中对于后两个要求已能很好地实现,但工程应用中
直流电机的特性和调速分析[设计+开题+综述]
开题报告
电气工程与自动化
直流电机的特性和调速分析
一、选题的背景与意义
直流电机以其优良的动性能和调速性能,在对起动及调速性能要求较高的生产机械领域有着它不可替代的作用,它实现了直流电能和机械能互相转换。直流电机是指把直流电能转化机械能的电机成为直流电机。直流电机主要被用于调速要求较高的生产机械上。具有调速范围广易于平滑调速,启动、制动和过载转矩大可靠性高的优点。
常规的直流电机就是有刷的直流电机,简称直流电机,是指直流电机的电枢供电电源是直流电,而在电枢绕组中流过的电流却是交流的。它是利用换向器和电刷将直流电源的电流引入电枢绕组,并实现换向。直流电机是最早出现的电动机,在所有的执行电动机中,直流电机的工作特性最好,与其他各类电动机相比,直流电机的体积小、效率高、功率大、启动转矩大、过载能力强、动态特性好、容易控制、灵活方便,因此广泛应用在要求较高的调速控制系统中。
Matlab是一种科学计算软件,其是MatrixLaboratory(矩阵实验室)的缩写。这是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。早期的Matlab主要用于解决科学和工程的复杂数学计算问题。由于它使用方便、输入便捷、运算高效、适应科技人员的思维方式,并且有绘图功能,有用户自行扩展的空间,因此特别受到用户的欢迎,使它成为在科技界广为使用的软件,也是国内外高校教学和科学研究的常用软件。
在工业生产现场,对直流电机的运动和稳定性能的要求比较高,通过Matlab 仿真软件,可以建立直流电机调速控制系统的模型,便于观察和研究直流电机控制系统在不同的给定参数运行状态下的特性曲线,并且可以通过修改仿真模型中的直流电机的各个模块的数学参数表达式,以达到优化直流电机控制系统性能的目的。
直流电机调速电路发展综述
直流电机调速电路发展综述
摘要:
直流电机调速电路是电机控制技术中的一个重要分支,其调速原理、技术和方法不断发展和完善,逐步延伸到了各个领域。本文通过对直流电机调速电路的发展历程进行系统总结,探讨了其从简单基础电路到现代数字化电路的演变过程,同时阐述了目前直流电机调速电路的主要技术和应用,为相关领域的研究提供了参考。
关键词:直流电机;调速电路;发展历程;技术
正文:
一、前言
直流电机调速电路是电气控制技术中的一项重要的内容,其广泛应用于工业生产、交通运输、医疗、军事等领域,是现代化生产自动化控制的核心技术之一。随着现代科技的不断发展,直流电机调速电路不断更新迭代,从传统的模拟电路逐渐向数字化电路发展。本文旨在系统总结直流电机调速电路的发展历史,介绍其基础原理、技术及应用,为相关领域的人员提供参考。
二、直流电机调速电路的发展历程
1. 传统模拟控制
传统的直流电机调速电路的实现方式是模拟电路控制,使用电阻、电容、二极管等元件实现电机的调速。该方式基于模拟控制原理,简单易懂,容易实现,但是控制灵敏度比较低,调节稳定性差,受环境温度、湿度等因素的影响较大。
2. 智能模拟控制
为了改善模拟电路控制的缺陷,增强控制的灵敏度和稳定性,引入了智能控制技术。智能控制是通过计算机和控制算法对直流电机进行控制。其中,PID控制算法是最广泛应用的控制算法之一,既简单又可靠,可缩短调节时间,提高控制质量。智能控制具有优异的动态性能和高精度的调节效果,但研发成本高,维护难度较大。
3. 电力电子控制
随着科技的不断发展,电力电子控制技术已经成为电机控制的主要形式。电力电子器件比模拟元件更加先进,可以实现更高级的控制功能。通过IGBT、MOS、SCR等电力电子器件实现电机控制,电流和电压都可以进行精确调节,控制精度高,调节范围广。但是研发成本也非常高,对控制人员的专业素质要求较高。
电拖 要点综述
开环调速系统及其存在的问题
例题1-2 某龙门刨床工作台拖动采用直流 电动机,其额定数据如下:60kW、220V、 305A、1000r/min,采用V-M系统,主电路 总电阻,电动机电动势系数。如果要求调 速范围 D = 20,静差率5%,采用开环调速 能否满足?若要满足这个要求,系统的额 定速降最多能有多少?
+Us
VT1 4 VD1 2 VD3 M
VT3 Ug3
Ug1Baidu Nhomakorabea
A
VT2
+
B VT4
VD2 Ug2 3
VD4 1
Ug4
图1-18 桥式可逆PWM变换器
调速范围
调速时, 的可调范围为0~1, –1< <+1。
当 当 当
>0.5时, 为正,电机正转; <0.5时, 为负,电机反转; = 0.5时, = 0 ,电机停止。
4. 调速范围、静差率和额定速降之间的关系
D
nN s n N (1 s )
(1-33)
一个调速系统的调速范围,是指在最低 速时还能满足所需静差率的转速可调范围。
例题1-1 某直流调速系统电动机额定转 速为,额定速降 nN = 115r/min,当要求 静差率30%时,允许多大的调速范围? 如果要求静差率20%,则调速范围是多 少?如果希望调速范围达到10,所能满 足的静差率是多少?
直流电机调速电路发展、现状以及前景综述
直流电机调速电路开展、现状以及前景综述
摘要:在现代化的工业生产过程中,几乎无处不使用电力传动装置,生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长,使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。对可调速的电气传动系统,可分为直流调速和交流调速。直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,易于在大围平滑调速,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起制动和反转,能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求,至今在金属切削机床、造纸机等需要高性能可控电力拖动的领域仍有广泛的应用,所以直流调速系统至今仍然被广泛地应用于自动控制要求较高的各种生产部门,是截止到目前为止调速系统的主要形式。
关键词:直流电机;调速系统;直流电机应用;自动控制
直流电机开展状况:
直流电动机分为有换向器和无换向器两大类。无刷直流电机是在有刷直流电机的根底上开展起来的。1831年法拉第发现了电磁感应现象,奠定了现代电机的理论根底。十九世纪四十年代研制成功了第一台直流电机,经过约七十年,直流电机才趋于成熟阶段。随着用途的扩大,对直流电机的要求也越来越高,显然,有接触的换向装置限制了有刷直流电机在许多场合的应用,为了取代有刷直流电机的那种电刷——换向器构造的机械接触装置,人们曾经对此做过长期的探索。早在1915年,美国人Langmil创造了控制栅极的水银整流器,制成了由直流变交流的逆变装置;20世纪30年代,有人提出用离子
装置实现电机的定子绕组按转子位置换接的所谓整流子电机,此种电机由于可靠性差、效率低、整个装置笨重而又复杂,故无实际意义。
电机控制方法的综述与比较
电机控制方法的综述与比较
电机控制方法是指通过控制电机的电流、电压和频率等参数来实现电机的启动、运转、停止和调速等控制过程。随着科技的不断进步,电机控制方法在工业生产中的应用越来越广泛,不同的电机控制方法具有不同的特点和适用范围。本文将对几种常见的电机控制方法进行综述与比较,以帮助读者更好地了解和选择适合自己需求的电机控制方法。
1. 直流电机控制方法
直流电机控制方法是最早应用的电机控制方法之一。它通过改变直流电机的电
流或电压来控制电机的转速和转矩。直流电机控制具有精度高、调速范围广、响应快等特点,在工业生产中得到广泛应用。常见的直流电机控制方法包括电阻调速、电枢反接、定子反接、强磁调速等。直流电机控制方法在精密仪器、机器人、电动车辆等领域具有重要地位。
2. 感应电机控制方法
感应电机控制方法是目前工业生产中最常用的电机控制方法之一。它通过改变
感应电机的电压、电流和频率等参数来控制电机的转速和转矩。感应电机控制方法具有结构简单、可靠性高、维护成本低等优点,广泛应用于传输、压缩、提升等工业领域。常见的感应电机控制方法包括电压调制控制、矢量控制、直接转矩控制等。感应电机控制方法在电梯、通风设备、水泵等领域得到广泛应用。
3. 无刷直流电机控制方法
无刷直流电机控制方法是近年来出现的新型电机控制方法。它与传统的带刷直
流电机相比,无刷直流电机具有无刷、高效、寿命长等优点。无刷直流电机控制方法通过改变无刷直流电机的电流、电压和频率等参数来控制电机的转速和转矩。常见的无刷直流电机控制方法包括电压调制控制、磁场定向控制等。无刷直流电机控制方法在工业自动化、电动工具、家用电器等领域应用广泛。
基于单片机的直流电机控制系统设计的文献综述
基于单片机的直流电机控制系统设计的文献综述
随着科技的不断发展,单片机技术在电机控制系统中的应用越来越普遍。本文综述了基于单片机的直流电机控制系统的设计与实现,包括硬件设计、软件设计、电机控制策略等方面。结果表明,基于单片机的直流电机控制系统具有控制精度高、响应速度快、可靠性强等优点,是一种高效、实用的电机控制方法。
关键词:单片机;直流电机;控制系统;硬件设计;软件设计;控制策略
一、引言
直流电机广泛应用于工业生产、家电、交通运输等领域,其控制系统的设计和实现对于提高电机的性能和效率具有重要意义。随着单片机技术的不断发展,基于单片机的电机控制系统成为了研究热点。本文综述了基于单片机的直流电机控制系统的研究进展和应用现状,以期为相关研究提供参考和借鉴。
二、硬件设计
基于单片机的直流电机控制系统的硬件设计包括电机驱动模块、传感器模块、单片机模块和电源模块等部分。其中,电机驱动模块是整个系统的核心部分,其设计直接影响了系统的性能和稳定性。
电机驱动模块的设计需要考虑电机的电压、电流、转速等参数,以及驱动电路的稳定性和可靠性。常用的电机驱动器包括PWM调速器、H桥驱动器、单向驱动器等。另外,传感器模块用于检测电机的位置、速度、转向等信息,常用的传感器包括霍尔传感器、编码器、光电传
感器等。
三、软件设计
基于单片机的直流电机控制系统的软件设计包括控制算法、驱动程序和用户界面等部分。其中,控制算法是整个系统的核心部分,其设计直接影响了系统的控制精度和响应速度。
常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等。驱动程序用于实现电机控制算法,包括PWM输出、速度控制、位置控制等功能。用户界面用于显示电机的运行状态和控制参数,包括LCD显示屏、LED指示灯等。
基于单片机的直流电机PWM调速控制(文献综述,,,)
本科毕业论文(设计)文献综述
题目:直流电机调速的研究现状及发展趋势
姓名:杨林
学院(部):信息与工程学院
专业:生物医学工程
班级:生物医学工程 1 班
学号: 0903030027 指导教师:张鑫职称:
2012年10月25日
直流电机调速的研究现状及发展趋势
摘要:本文阐述了直流电机调速控制系统的发展情况,首先包括各种直流电机的调速方式介绍,再到从单一的调速加入单片机的控制、转速的采集和显示器显示转速等方式来实现实时调控,以及国内外各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。其次具体讲述了各种调速调速系统中的一些关键模块,如:单片机控制、PWM脉冲如何产生、如何改变PWM脉冲占空比调速、如何改变电阻调速、如何采集转速和显示等等,最后浅谈一下各模块中的优异和可以采取的改进方法,以及当下比较适宜的处理办法。
关键词:单片机;调速;直流电机
Dc motor speed regulating research situation and
development trend
Abstract: this paper describes the situation of the DC motor speed regulation control system development , Firstly , it includes all kinds of the DC motor speed control mode is introduced,and then from a single speed to join MCU control, the speed of the acquisition .The display shows speed, and other ways to realize real-time control, and domestic and foreign various colleges and universities and professional personnel is good at aspects of exploration and obtained a certain research results. Secondly, the paper specificly say about all kinds of speed governing system of some key modules, such as: MCU control, how to PWM pulse produce, and how to change the PWM pulse duty ratio control, how to change the resistance of motor speed, how to gather the speed and display, and so on,.Finally talk about how each module of the excellent and can take improvement methods, as well as the suitable processing method.
直流调速器工作原理
直流调速器工作原理
直流调速器工作原理是通过调节电机电压和电流来改变其转速。其基本原理是利用调制技术将直流电压进行调制,然后经过整流、滤波等电路处理后,供给电机。调速器内部有一个电压或电流反馈回路,用来检测电机的转速,并将反馈信号与设定值进行对比,然后通过控制电压或电流的大小,使电机达到预定的转速。
调速器一般由调速电路、控制系统和信号处理器组成。调速电路包括调试电位器、比较器、放大器等元件,用来控制电机的输出电压或电流。控制系统负责接收来自传感器的反馈信号,并根据设定值与反馈信号的差值来控制输出信号的大小。信号处理器用于处理传感器反馈信号的噪声和干扰,提高调速系统的稳定性和精确度。
在工作过程中,调速器首先通过测量电机的转速来获取反馈信号,然后将该信号与设定值进行比较。如果转速低于设定值,调速器会增加输出电压或电流,以增加电机的转速。如果转速高于设定值,调速器会减少输出电压或电流,以降低电机的转速。这种负反馈控制的方式可以实现电机的精确调速。
直流调速器的工作原理基于电磁感应定律和电子技术的应用,通过精确控制电压和电流,实现对电机转速的调节,广泛应用于机械传动系统中的调速控制。
空调风机用驱动电机调速方法综述
空调风机用驱动电机调速方法综述
摘要:随着科学技术的进步和人们生活水平的提高,空调已经广泛应用于工农
业以及人们的日常生活中。为了舒适和节能,空调需要调节运行速度。因此,提
出了各种速度控制方法。根据风机驱动电机的不同,风机调速方式可分为直流调
速和交流调速。在直流调速中,有电刷直流电机调速和无刷直流电机调速,在交
流调速方法中,常用的有三种变极调速,串级调速和变频调速。下面我们总结了
以上五种方法的优缺点,特别是无刷直流电机调速和交流电机变频调速的原理。
关键词:空调风机;驱动电机;调速方法
引言
目前,室内空调叶片采用PG电机(单相异步电机)或内置直流电机驱动,
电机转速反馈装置,根据转速反馈信号和目标转速差进行调速,经过PI算法的简
单计算,调整时间滞后零斩波器或PWM占空比,以达到风扇转速控制的目的。
在调整内部风机转速的过程中,PI调节的计算参数Kp和Ki固定不变,算法适用
性和抗干扰性能差,容易出现以下四种现象:(1)启动超调;(2)风挡切换时,转
速过调,达到目标转速的时间长;(3)正常运行时,负载不稳定时转速波动较大;(4)负载过大时,启动速度过慢,启动不稳定等现象。由于上述现象,空调机运
行噪音异常(过山车噪音现象)或启动速度过慢。
1 风机选型
用一台风机F代替总换热风扇F1和空调风扇F2可以大大提高热回收空调系
统风机的性能。当只有一个风扇用于操作时,为了保证空调效果,提供的风量风机f
不能减少,所提供的压头扇还应该能够克服阻力之和的总热交换器、空调及其连接
管道。因此,风扇的选择就显得尤为重要。本节以安装在河南某家庭的热回收空
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1.调节电枢供电电压U
2.改变电动机主磁通
保持电枢电压U不变,改变励磁电流If (调Rf)以 改变磁通 。 采用减少励磁电流(减弱磁通)的方法调速, 即
Rf If n 改变时的机械特性如图
n0 ' '
改变磁通调速的方法: 减小磁通,n只能上调。
n0 ' n0
O
n
Rf
n0
n
Ra
Ra + R
电 阻 增 大
(3)能量损耗大,只用于小型直流
机。
T
三、直流电动机调速方法的特点
直流电动机三种调速方法的特点: 不同的需要,采用不同的调速方式 1.调电枢电压,适合应用在0~基速以下范围内调速。不能达 到电动机的最高转速。 2.在电枢全电压状态,调激磁电压,适合应用在基速以上, 弱磁升速。 不能得到电动机的较低转速。 3.在全磁场状态,调电枢电压,电枢全电压之后,弱磁升速。 适合应用在调速范围大的情况。这是直流电动机最完善的 调速方式,但设备复杂,造价高。
(
增 减 加 小
)
TL
T
3.电枢回路串电阻调速
• 电枢中串入电阻,使 n 、 n0不变,即 电机的特性曲线变陡(斜率变大),在 相同力矩下,n。特性曲线如图。 • 电枢回路串电阻调速需在电枢中串入 专用电阻,电阻增大则转速下降,因 此 n 只能下调。 • 特点:(1) 设备简单,操作方便。 (2)机械特性软,稳定性差。
直流电机的调速方法
• 一组:韩爽 刘磊 刘畅 韩玉迪
目录
一、直流电动机调速的定义与工作原理 二、直流电动机调速的种类与方法 三、直流电动机调速方法的特点
一、直流电动机调速的定义与工作原理
• 定义:直流电机调速器就是调节直流电动机速度 的设备。 • 工作原理:是通过改变输出方波的占空比使负载上 的平均电流功率从0-100%变化、从而改变负载、 灯光亮度/电机速度。利用脉宽调制(PWM)方式、 实现调光/调速、它的优点是电源的能量功率、能 得到充分利用、电路的效率高。
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二、直流电动机调速的种类与方法
直流电机调速的种类分别有: 1.调节电枢供电电压U 改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压,从电动机额定 转速向下变速,属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑 调速的系统来说,这种方法最好。变化遇到的时间常数较小,能快速 响应,但是需要大容量可调直流电源。 2.改变电动机主磁通 改变磁通可以实现无级平滑调速,但只能减弱磁通进行调速(简 称弱磁调速),从电机额定转速向上调速,属恒功率调速方法。变化 时间遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多,响应速度较慢,但 所需电源容量小。 3.电枢回路串电阻调速 电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法,设备简单,操作方便。 但是只能进行有级调速,调速平滑性差,机械特性较软;空载时几乎 没什么调速作用;还会在调速电阻上消耗大量电能。