直流电动机转速控制

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双闭环直流调速系统特性与原理

双闭环直流调速系统特性与原理双闭环直流调速系统是一种用于控制直流电动机转速的调速系统。

它由两个闭环控制回路组成，分别是转速外环和电流内环。

其中，转速外环控制直流电机的转速，通过调节电压来控制直流电机的转矩；而电流内环则控制直流电机的电流，通过调节电压来控制直流电机的转矩。

1.稳定性：双闭环控制系统能够有效地控制直流电动机的转速和电流，使其在运行过程中保持稳定的转矩输出。

通过转速外环对转速进行控制，可以实现精确的转速调节；而电流内环则能够控制电机的电流，防止过载和短路等故障。

2.响应速度：双闭环控制系统的转速外环具有较快的响应速度，能够实现快速的转速调节。

而电流内环的响应速度则相对较慢，主要起到电机保护的作用。

3.鲁棒性：双闭环控制系统具有较好的鲁棒性，能够对外部干扰和参数变化具有一定的抗干扰能力。

通过合理的控制策略和参数调整，可以提高系统的鲁棒性。

1.转速外环控制原理：转速外环将输出电压与给定的转速进行比较，得到转速误差，并通过调节电压反馈回内环控制器中。

转速外环控制器通常采用PI控制器，根据转速误差和积分项来控制输出电压。

通过不断调节输出电压，使得转速误差趋于零，从而实现对直流电机转速的调节。

2.电流内环控制原理：电流内环控制器将输出电压与给定的电流进行比较，得到电流误差，并通过调节输出电压来控制电流。

电流内环控制器通常也采用PI控制器，根据电流误差和积分项来控制输出电压。

通过不断调节输出电压，使得电流误差趋于零，从而实现对直流电机电流的调节。

3.反馈信号处理：双闭环直流调速系统中，转速和电流测量信号需要经过滤波和放大等处理，以便传递给控制器进行计算。

滤波器通常采用低通滤波器，用于去除高频噪声，放大器则用于放大信号强度。

4.控制指令处理：由上位机或人机界面输入的控制指令需要经过处理，包括限幅、线性化等，以确保输入信号符合控制系统的要求。

处理后的指令将送入控制器，进行计算和控制输出电压。

通过双闭环直流调速系统的控制，可以实现对直流电机的转速和电流的精确调节，并具有较好的稳定性、响应速度和鲁棒性，广泛应用于工业自动化领域。

直流电动机调速系统

直流电动机调速系统的能耗分析
能效比
直流电动机的能效比通常较高，可以在较高的效率下运行，减少能源浪费。
功率因数
直流电动机的功率因数较高，可以减少无功损耗，提高电网效率。
热效率
直流电动机的热效率也较高，可以在长时间运行下保持稳定的性能。
直流电动机调速系统的稳定性分析
抗干扰能力
直流电动机的调速系统通常具有较强的抗干扰能力，可以在复杂的工作环境下稳定运行。
直流电动机调速系统的调速性能
调速范围
直流电动机的调速范围通常较大，可以在较宽的转速范围内实现平滑调节，满足不同工况下的需求。
调速精度
直流电动机的调速精度较高，可以通过精确的控制算法实现转速的精确控制，提高生产过程的稳定性和产品质量。
动态响应
直流电动机的动态响应较快，可以在短时间内达到稳定转速，满足动态负载变化的需求。
输标02入题
调压调速是通过改变电枢电压来控制电动机的转速，具有调节方便、平滑性好等优点，但调速过程中能量损失较大。
01
03
串级调速是通过改变转子回路的电阻来控制电动机的转速，具有调节方便、能量损失较小等优点，但调节
范围较小且对电机结构有特殊要求。
04
调磁调速是通过改变励磁电流来控制电动机的转速，具有调节方便、能量损失较小等优点，但调节范围较小。
系统调试
在系统集成完成后，进行全面的调试，确保各部分工作正常，满足设计要求。
性能测试
对系统的性能进行测试，包括调速范围、动态响应、稳态精度等指标，确保系统性能达标。
优化改进
根据测试结果和实际应用情况，对系统进行必要的优化和改进，提高系统的稳定性和可靠性。
04

直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点答：直流电动机有三种

直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：直流电动机有三种调速方法：1）调节电枢供电电压U ；2）减弱励磁磁通Φ；3）改变电枢回路电阻R 。

特点：对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。

改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。

晶闸管—电动机系统当电流断续时机械特性的显著特点是什么？答：电流断续时的电压、电流波形图（Ⅰ10P 、Ⅱ 12P ）（三相零式为例）。

断续时，0d u 波形本身与反电势E 有关，因而就与转速n 有关，而不是像电流连续时那样只由控制角α决定的常值。

机械特性呈严重的非线性，有两个显著的特点：第一个特点是当电流略有增加时，电动机的转速会下降很多，即机械特性变软。

当晶闸管导通时，整流电压波形与相电压完全一致，是电源正弦电压的一部分。

当电流断续后，晶闸管都不导通，负载端的电压波形就是反电势波形。

电流波形是一串脉冲波，其间距为︒120，脉冲电流的底部很窄。

由于整流电流平均值d I 与电流波形包围的面积成正比，如果电流波形的底部很窄，为了产生一定的d I ，各相电流峰值必须加大，因为RE u i d d -=,而整流输出的瞬时电压d u 的大小由交流电源决定，不能改变。

也就是说应使E 下降很多即转速下降很多，才能产生一定的d I ，这就是电流断续时机械特性变软的原因。

第二个特点是理想空载转速0n 升高。

因为理想空载时0=d I ，所以2m a x 02U u E d ==，所以0n 升高。

简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

答：直流 PWM 变换器基本结构如图所示，包括 IGBT 和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。

Ug0Ton T t 直流PWM 变换器基本结构直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：频率一定、宽度可调的脉动直流电压。

直流电动机的PWM调压调速原理

直流电动机的PWM调压调速原理
直流电动机的PWM调压调速是指通过调节脉宽调制（PWM）信号的占空比，控制直流电动机的电压和转速。

其原理是利用数字信号的高低电平与时间的对应关系，通过高电平和低电平的时间比例来控制脉冲信号的平均值，从而实现对电动机的调压和调速。

具体来说，PWM调压调速主要包括以下几个步骤：
1.信号发生器：使用微控制器或其他信号发生器产生一个固定频率的方波信号，通常频率为几千赫兹到几十千赫兹。

这个信号称为PWM基准信号。

2.调制器：通过控制占空比，将PWM基准信号转换为调制后的PWM信号。

占空比是指高电平持续的时间与一个周期的比值。

例如，占空比为50%的PWM信号表示高电平和低电平持续时间相等。

调制器可以是硬件电路或者软件控制的。

3.电压调节：将调制后的PWM信号经过滤波器平滑输出，形成电压调节信号。

滤波器通常使用低通滤波器，将PWM信号的高频成分滤除，得到平均电压。

4.转速控制：通过调节占空比，改变PWM信号的高电平时间，从而改变直流电动机的平均电压。

占空比越大，输出电压就越高；占空比越小，输出电压就越低。

5.转速反馈：为了实现闭环控制，通常需要通过传感器获取直流电动机的转速，并将转速信息反馈给调速控制器。

调速控制器会根据反馈信号与设定的转速进行比较，调节占空比控制电动机的转速。

总结起来，PWM调压调速原理就是通过调节PWM信号的占空比控制直流电动机的电压和转速。

通过改变占空比，可以改变PWM信号的高电平时间，从而改变电动机的平均电压和转速。

同时，结合转速反馈，可以实现封闭环控制，使电动机的转速能够与设定值保持一致。

直流电机的三种转速控制方法

直流电机的三种转速控制方法
直流电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于各种电力设备和工业机械中。

在实际应用中，为了满足不同的工作需求，需要对直流电机的转速进行控制。

下面将介绍直流电机的三种常见转速控制方法。

一、电压调节法
电压调节法是一种简单常用的直流电机转速控制方法。

通过调节电源的输出电压来控制直流电机的转速。

当电源电压增大时，直流电机的转速也会随之增加。

这种方法适用于转速变化范围较小的情况，例如风扇、泵等。

二、电阻调节法
电阻调节法是一种通过改变电阻来控制直流电机转速的方法。

在直流电机的电路中串接一个可调电阻，通过改变电阻的阻值来改变电机的转速。

当电阻增大时，电机的转速会减小。

这种方法适用于转速变化范围较大的情况，但效率较低。

三、PWM调节法
PWM调节法是一种通过改变脉宽调制信号的占空比来控制直流电机转速的方法。

通过控制开关管的导通时间，使得电机得到短时间的高电压和长时间的低电压，从而实现对电机转速的控制。

这种方法具有调速范围广、效率高的特点，适用于对转速要求较高的场合，
例如机械加工、自动化生产线等。

以上是直流电机的三种常见转速控制方法。

不同的控制方法适用于不同的应用场景，根据实际需求选择合适的方法可以提高电机的性能和效率。

同时，随着科技的不断进步，还出现了更多先进的转速控制技术，例如矢量控制、闭环控制等，这些方法在特定的领域中得到了广泛应用。

未来，随着技术的不断发展，直流电机的转速控制方法将会更加多样化和高效化。

简述直流电动机的调速方法。

直流电动机是一种无刷直流电机,其工作原理基于电枢的旋转,其调速方法
主要有以下几种:
1. 电阻调速:将直流电动机接入电阻器中,通过改变电阻的大小来控制电动机的转速。

这种方法的优点是调速范围宽,但缺点是调速效率低,而且电阻器易损坏。

2. 电容调速:在直流电动机的转轴上加装电容,通过改变电容的大小来控制电动机的转速。

这种方法的优点是调速效率高,但缺点是需要较大的电容,而且容易引起电动机故障。

3. 串激调速:在直流电动机的转轴上串联一个电阻和一个电感,通过改变它们的相对大小来控制电动机的转速。

这种方法的优点是调速范围宽,但缺点是需要复杂的电路,而且容易引起电动机故障。

4. 反相调速:在直流电动机的转轴上加装一个电容器和一个电阻,通过改变它们的相对大小来控制电动机的转速。

这种方法的优点是调速效率高,但缺点是需要较大的电容器,而且容易引起电动机故障。

除了以上几种调速方法外,还有一些其他的方法,例如脉冲调速、积分调速等。

这些方法在实际应用中要根据具体情况选择使用。

直流电动机的调速方法的选择应该考虑到调速范围、调速效率、电动机的性能和稳定性等因素。

在实际应用中,需要根据具体的情况和要求选择合适的调速方法。

第三章直流电动机速度控制系统

1-24
机械特性与静差率
n n01
额定转速降
ΔnN
R nN I N Ce
U d1
n02
是一个恒值。调速系统在不同电压下的机械特性是互相平行的，两者的硬度相同。
1-25
ΔnN
Ud2
0
TeN
Te
图3-4 不同转速下的机械特性
机械特性与静差率
• 调速系统在不同电压下的理想空载转速不一样。 • 理想空载转速越低时，静差率越大。 • 同样硬度的机械特性，随着其理想空载转速的降低，其静差率会随之增大， • 调速系统的静差率指标应以最低速时能达到的数值为准。
1-12
n n0
Ra Ra+R1 Ra+R2 Ra+R3
0
Id
图3－1 直流电动机调阻调速时的机械特性
1-13
减弱磁通调速法
U R n T n n 0 2 e K K K （3-3） e e m
• 理想空载转速 n 0 将随增大。的减少而
1-14
减弱磁通调速法
1-4
第一节
直流电动机控制基础
• 直流伺服电机的分类直流电机按其励磁方式分为永磁式、励磁式(他励、并励、串励、复励)、混合式(励磁和永磁合成)三种；按电枢结构分为有槽、无槽、印刷绕组、空心杯形等；按输出量分为位置、速度、转矩(或力)三种控制系统；按运动模式分为增量式和连续式；按性能特点及用途不同又有不同品种。
（3-5）
1-23
2. 静差率
• 当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时电动机转速的变化率，称为静差率s。
• 用百分数表示 s
nN s n0

直流电动机转速闭环控制系统图解

直流电动机转速闭环控制系统图解
为了提高系统的掌握精度，必需把系统输出量的信息反馈到输入端，通过比较输入值与输出值来产生偏差信号，该偏差信号以肯定的掌握规律产生相应的掌握作用，使偏差信号渐渐减小直至消退，从而使掌握系统达到预期的要求。

所谓闭环掌握系统是指输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参加掌握的系统。

换句话说，就是将输出量反馈回来和输入量比较，使输出值稳定在期望的范围内。

图1为直流电动机转速闭环掌握系统方框图。

图中，把从系统输入量到输出量之间的通道称为前向通道或正向通道；从输出量到反馈信号之间的通道称为反馈通道。

由于采纳了反馈信号，信号的传输路径形成闭合回路，使系统输出量(转速)反过来直接影响掌握作用。

这种通过反馈回路使系统构成闭环，并按偏差产生掌握作用，以减小或消退偏差的掌握系统，称为闭环掌握系统或反馈掌握系统。

图1直流电动机转速闭环掌握系统
闭环掌握系统的主要特点是被控对象的输出(被控量)会反送回来影响掌握器的输入，形成一个或多个闭环回路。

闭环掌握系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统商定值信号相反，则称为负反馈；若极性相同，则称为正反馈。

一般的闭环掌握系统都采纳负反馈，又称为负反馈掌握系统。

闭环掌握系统的优点是具有自动修正被控量消失偏离的力量，可以修正元件参数变化以及外界扰动引起的误差。

直流电动机转速公式

直流电动机转速公式近几十年来，直流电动机在工业、商业和家庭领域中发挥着重要作用，没有直流电动机，就不可能实现许多当今的工业和家用电器的精密控制和运行。

其中，转速控制直流电动机的作用是最重要的，能够很好地提升整个系统的性能。

因此，研究和设计直流电动机的转速控制非常重要，正确的转速公式也就变得至关重要。

直流电动机的转速受到始终不变的因素：电源频率、调速器设定值、滑环线圈电阻、负载状态和负载调节器设定值等影响，具体来说，可以通过下面公式来推算出直流电动机的转速：ω=(K1K2/K3)*F*Vin/Rload其中：K1为调速器设定值，可以为任意值；K2为滑环线圈电阻；K3为电源频率，一般为50Hz或60Hz； F为功率因数，可以计算出来或从电源面板上获取；Vin为输入电压，通常可以获取；Rload为负载电阻，负载状态变化的时候可以从负载调节器中获取。

简单来说，公式的意思就是直流电动机的转速和电源频率、调速器设定值、滑环线圈电阻、负载状态以及负载调节器设定值有关，确定了这些参数以后就可以根据公式来计算出直流电动机预期的转速。

同时，要想使计算的结果更加精确，也可以考虑将机械负载的影响考虑进去。

具体来说，机械负载可以影响滑环线圈的电阻Rload，从而影响直流电动机的转速。

如果需要精确计算出直流电动机的转速，就需要考虑机械负载的影响，可以采用速度-力关系模型来进行模拟。

此外，在控制直流电动机转速时，还要特别关注电机的功耗，因为功耗很大程度上反映了电机的效率，当电机功率从低到高变化时，其功耗也会发生对应的变化。

如果要使电机的效率最大，就必须保持直流电动机的转速在一个较低的平衡点，这样才能有效地降低电机的功耗，从而提高整个系统效率。

因此，从上面可以看出，直流电动机转速控制系统的设计涉及多个环节，其中最重要的就是正确的转速公式，只有正确的转速公式，才能够正确地控制直流电动机的转速，从而确保整个系统的有效性。

直流电机PWM调速

直流电机转速的PWM控制测速王鹏辉姬玉燕摘要本设计采用PWM的控制原理来完成对直流电机的正转、反转以及其加速、减速过程的控制，在此过程中是通过单片机的定时器加上中断的方式产生不同时长的高低电压脉冲信号来完成。

并通过霍尔传感器对直流电机的转速进行测定，最后将实时测定的转速数值1602液晶屏上。

关键词：PWM控制直流电机霍尔传感器 1602液晶显示屏 L298驱动一、设计目的：了解直流电机工作原理，掌握用单片机来控制直流电机系统的硬件设计方法，熟悉直流电机驱动程序的设计与调试，能够熟练应用PWM方法来控制直流电机的正反转和加减速，提高单片机应用系统设计和调试水平。

1.1系统方案提出和论证转速测量的方案选择,一般要考虑传感器的结构、安装以及测速范围与环境条件等方面的适用性;再就是二次仪表的要求,除了显示以外还有控制、通讯和远传方面的要求。

本说明书中给出两种转速测量方案，经过我和伙伴查资料、构思和自己的设计，总体电路我们有两套设计方案，部分重要模块也考虑了其它设计方法，经过分析，从实现难度、熟悉程度、器件用量等方面综合考虑，我们才最终选择了一个方案。

下面就看一下我们对两套设计方案的简要说明。

1.2 方案一：霍尔传感器测量方案霍尔传感器是利用霍尔效应进行工作的？其核心元件是根据霍尔效应原理制成的霍尔元件。

本文介绍一种泵驱动轴的转速采用霍尔转速传感器测量。

霍尔转速传感器的结构原理图如图3.1, 霍尔转速传感器的接线图如图3.2 。

传感器的定子上有2 个互相垂直的绕组A 和B, 在绕组的中心线上粘有霍尔片HA 和HB ,转子为永久磁钢,霍尔元件HA 和HB 的激励电机分别与绕组A 和B 相连,它们的霍尔电极串联后作为传感器的输出。

图3.1 霍尔转速传感器的结构原理图方案霍尔转速传感器的接线图缺点：采用霍尔传感器在信号采样的时候，会出现采样不精确，因为它是靠磁性感应才采集脉冲的，使用时间长了会出现磁性变小，影响脉冲的采样精度。

直流电动机的调速方法

直流电动机的调速方法直流电动机分为有换向器和无换向器两大类。

直流电动机调速系统较早采用恒定直流电压给直流电动机供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。

这种方法简单易行、设备制造方便、价格低廉；但缺点是效率低、机械特性软，不能得到较宽和平滑的调速性能。

该法只适用在一些小功率且调速范围要求不大的场合。

30年代末期，发电机-电动机系统的出现才使调速性能优异的直流电动机得到广泛应用。

这种控制方法可获得较宽的调速范围、较小的转速变化率和平滑的调速性能。

但此方法的主要缺点是系统重量大、占地多、效率低及维修困难。

近年来，随着电力电子技术的迅速发展，由晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统已取代了发电机-电动机调速系统，它的调速性能也远远地超过了发电机-电动机调速系统。

特别是大规模集成电路技术以及计算机技术的飞速发展，使直流电动机调速系统的精度、动态性能、可靠性有了更大的提高。

电力电子技术中IGBT等大功率器件的发展正在取代晶闸管，出现了性能更好的直流调速系统。

直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为(1)式中Ua——电枢供电电压（V）；Ia ——电枢电流（A）；Ф——励磁磁通（Wb）；Ra——电枢回路总电阻（Ω）；CE——电势系数，，p为电磁对数，a为电枢并联支路数，N为导体数。

由式1可以看出，式中Ua、Ra、Ф三个参量都可以成为变量，只要改变其中一个参量，就可以改变电动机的转速，所以直流电动机有三种基本调速方法：(1)改变电枢回路总电阻Ra；；(2)改变电枢供电电压Ua；(3)改变励磁磁通Ф。

1. 改变电枢回路电阻调速各种直流电动机都可以通过改变电枢回路电阻来调速，如图1(a)所示。

此时转速特性公式为(2)式中Rw为电枢回路中的外接电阻（Ω）。

{{分页}}图1(a) 改变电枢电阻调速电路图1(b) 改变电枢电阻调速时的机械特性当负载一定时，随着串入的外接电阻Rw的增大，电枢回路总电阻R=(Ra+Rw)增大，电动机转速就降低。

直流电动机调速原理

直流电动机调速原理
调速是指改变电机的工作频率，使其能够轻松地承受任何负荷，以达到最佳运行效果的一种技术。

直流电动机调速技术是指通过改变直流电动机的电压或频率来改变电机的转速和输出功率的技术。

二、调速原理
1、改变电压调速
直流电动机的转速与电压成正比，因此，通过改变电压来改变直流电动机的转速。

直流电动机的工作频率与它的电压成反比，因此，通过改变电压来改变直流电动机的工作频率。

2、改变频率调速
当变频器的输出频率改变时，电机的转速也会相应的改变。

这是由于电机的转速与频率成反比，因此，可以通过改变变频器的输出频率来控制直流电动机的转速。

三、调速方式
1、电压调速
电压调速是指改变直流电动机的输入电压来改变电机的转速的
一种调速方式。

电压调速可以通过变压器、控制开关或变频器来实现。

2、变频调速
变频调速是通过改变调速装置的输出频率来控制电机转速的一
种调速方式。

常用的变频调速装置有变频器、分频装置和旋钮式调速装置等。

总结：直流电动机调速是指通过改变直流电动机的电压或频率来
改变电机的转速和输出功率的技术。

改变直流电动机的电压可以实现电压调速，而改变直流电动机的频率可以实现变频调速，从而达到最佳的运行效果。

第五章直流电动机调速控制系统

结论：调速系统只要在调速范围的最低工作转速时满足静差率要求，则其在整个调速范围内都会满足静差率要求。
图5-5 不同转速下的静差率
3. 调速范围与静差率的关系静差率和调速范围必须同时考虑才有意义，由各自的定义式可知：提调速范围时，任何系统的调速范围都可以很大；而单提静差率，大多数系统也会较容易满足。对同一个系统，有：
nnom S n0nin
nnom (1 S )nnom nmin n0 min nnom nnom S S
由调速范围（对于调压调速
nmax nnom ），
n D max nmin
nnom nmin
将上页的 nmin 表达式代入本式，得
nnomS D nnom(1 S )
其中，调速范围D、静差率S取决于生产加工工艺要求，是无法变更的。为使上式成立，只能设法减少额定负载下的转速降落。无反馈控制的开环调速系统，额定负载下的转速降落值为：
n nom I dnom R Ce
其中，R是电枢回路总电阻，为系统固有参数， Idnom是对应额定负载时的电流，也是固定的。所以，一般开环系统无法满足一定调速范围和静差率性能指标要求。
如果在负载增加的同时设法增大系统的给定电压 Un，就会使电动机电枢两端的电压Ud增大，电动机的转速就会升高。若Un增加量大小适度，就可以使因负载增加而产生的 n被Ud升高而产生的速升所弥补，结果会使转速n接近保持在负载增加前的值上。这样，既能使系统有调速能力，又能减少稳态速降，使系统具有满足要求的调速范围和静差率。系统组成如图我们可以在与调速电动机同轴接一测速发电机TG，这样就可以将电动机转速 n 的大小转换成与其成正比的电压信号Un，把Un与Un相比较后，去控制晶闸管整流装置以控制电动机电枢两端的电压Ud就可以达到控制电动机转速 n 的目的。

第2章1直流电动机调速方法讲课教案

13
常用的可控直流电源有以下三种
旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。
静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。
直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。
i
O
用晶闸管 VT1 和VT4 中仍流过
VT 2,3
O i
电流id，并不关断
2
O u
VT 1,4
至ωt=π+a 时刻，给VT2和VT3 O
加触发脉冲，因VT2 和 VT3本
已承受正电压，故两管导通
wt
I
d
I
d
I
d
I
d
wt Id
wt
wt wt wt
wt
b)
图2-8 单相半控桥带阻感负载时的电路及波形 21
制电压 Uc 来移动触发脉冲
的相位，即可改变整流电压
Ud ，从而实现平滑调速。
图2-8a 单相全控桥电路
20
晶闸管整流电路原理
➢ 为便于讨论，假设电路已工作
于稳态，id的平均值不变。
2
O
➢ 假设负载电感很大，负载电流 u
d
id连续且波形近似为一水平线
O
i
d
u2过零变负时，由于电感的作
iO
VT 1,4
n0
调节过程：
增加电阻 Ra R R n ，n0不变；
调速特性：
转速下降，机械特性 O 曲线斜率变大，特性
变软。
UR n I
Ke Ke
nN
n1
Ra
n2 n3

直流电机调速控制和测速系统设计

直流电机调速控制和测速系统设计摘要：直流型的电机得性能在电机结构中有着较好的优势，由于时代的持续进步，与直流电机相关的使用频率也变得更高。

然而，以往的直流电机工作性质与所面临得运转问题息息相关，怎样对转速进行合理管控就变成了直流电机发展和应用期间存在的困难。

而直流电机控制系统的产生，可以较好的处理该方面的情况，不仅能够增强直流电机的平稳程度和精准程度，还可以合理管控直流电机的运行速度，从而达到我国对相关设备的应用标准。

基于此，本文重点分析了直流电机调速控制的方式，进一步对测速系统进行设计，以供相关人员参考。

关键词：直流电机；调速控制；测速系统目前，直流发电机的应用非常广泛，在自动化装备领域中，其内蓄电池内部都配置有相应的直流发电机，保证在断电的情况下起到一定的发电机组的润滑作用。

而直流电动机在启动时，其所用的电流量会增大很多，造成一定的冲击力，这种冲击力会造成一定的影响，比如充电器出现损坏、短路等，这些故障的产生都会使得发电设备无法正常运转。

因此，为了解决我国在有关这方面的控制技术上存在的问题，需要对调速与测速系统进行控制与设计，以此来确保整个电机设备的稳定性与安全性。

1电机调速原理及其实现电机调速原理主要是指对电机两端所存在的电压进行数据上的更改，以此来完成对电机转速的调节工作，对于电机而言，当自身的电压方向出现改变，那么电机的旋转变化发生改变。

而PWM在调速原理方面则是以脉冲信号为主，利用脉冲信号的输出特性来进行传输，并改变原本存在于电机内部空间的脉冲信号，通过间接或速度按钮来完成有关电机电压的更改工作，从而来确保电机的转速能够因此发生改变。

在这一过程中，电机内部的脉冲占比越大，转速也就越慢。

整个电路主要是以H桥为主，为了确保整个驱动电机能够得到有效控制，将三极管进行单片机的引脚安装，将基极部分分别安装，从而来确保当电机处于运行状态时，能够利用垫片机来对其自身的转速内容进行控制。

当脉冲信号输送工作时，另一端会通过开展低电平的模式来进行应用，这时的直流电机会呈现为正转状态，反之亦然。

直流电动机转速自动控制系统实验报告

设计报告正文第一章直流电动机转速自动控制系统的组成原理1.1 广义对象的组成原理1.1.1 被控对象直流电动机工作原理和被控制量1、被控对象：电动机被控量：电动机的转速2、直流电动机的原理：基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝线链线圈的磁通发生变化，在线全中产生感应电势。

N极下到导体中的电流流出纸面，用表示。

S极下到导体中的电流流出纸面，用表示载流导体在磁场中受到电磁力的作用。

如果导体在磁场中的长度为L，其中流过的电流为i,导体所在的磁通密度为B，那么导体受到的磁力的值为F=BLI 式中，F的单位为牛顿（N）；B的单位为韦伯/米2（Wb/m2）;L的单位为米（m）；I的单位为安（A）；力F 的方向用左手定则来确定。

1.1.2 功率放大器的组成原理功放的作用是通过对控制信号的功率放大以产生足够的功率来驱动执行机构。

功率放大器的工作原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率将电源转换为按照输入信号变化的电流。

因为声音是不同振幅和不同频率的波，即流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数。

应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原来的β倍的大信号，这种现象成了功率放大。

而场效应管则是栅极变化一毫伏，原极电流变化一安，就成称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号来控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率输出，并非真的将功率放大了。

1.1.3 测速元件工作原理因此电刷两端的感应电势与电机的转速成正比，即电势值能表征转速的大小，因此直流测速发电机可以把转速信号转换成电视信号，从而用来测速。

测速装置由电机，光栅盘，等组成。

1.2广义对象数学模型的建立1.2.1广义对象时间响应特性的测试1.2.1.1测试实验原理图G(s)= G（s）=Φ(s)= （可以消除干扰）1.2.1.2测试过程与方法时域法：通过测量对应特定输入信号的系统输出响应，来确定系统的传递函数。

直流电机调速转矩变化

直流电机调速转矩变化直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于工业生产和家用电器中。

调速转矩变化是指通过改变直流电机的电源电压或电流来调节电机的转速和输出转矩。

本文将深入探讨直流电机调速转矩变化的原理和方法。

一、直流电机调速的原理直流电机调速主要依靠改变电机的电源电压和电流来实现。

直流电机的转速与电源电压成正比，转矩与电流成正比。

因此，通过调节电源电压和电流，可以实现对直流电机的转速和转矩进行控制。

二、直流电机调速的方法1. 电压调速法：通过改变直流电机的电源电压来实现调速。

降低电压可以减小电机的转速和输出转矩，增加电压可以提高电机的转速和输出转矩。

在实际应用中，可以通过调节可变电阻或采用自动调节电压的装置来实现电压调速。

2. 电流调速法：通过改变直流电机的电流来实现调速。

减小电流可以降低电机的转速和输出转矩，增加电流可以提高电机的转速和输出转矩。

在实际应用中，可以通过调节可变电阻或采用电流反馈控制的装置来实现电流调速。

3. 电阻调速法：通过改变直流电机的外接电阻来实现调速。

增加外接电阻可以降低电机的转速和输出转矩，减小外接电阻可以提高电机的转速和输出转矩。

在实际应用中，可以通过调节可变电阻或采用自动调节电阻的装置来实现电阻调速。

4. 变频调速法：通过改变直流电机的供电频率来实现调速。

降低频率可以降低电机的转速和输出转矩，增加频率可以提高电机的转速和输出转矩。

在实际应用中，可以采用变频器来实现变频调速。

三、直流电机调速的应用直流电机调速广泛应用于工业生产和家用电器中。

在工业生产中，直流电机调速可以实现对机械设备的精确控制，提高生产效率和产品质量。

在家用电器中，直流电机调速可以实现对电器设备的智能控制，提高用户体验和节能效果。

四、直流电机调速的优势和局限性直流电机调速具有调速范围广、响应速度快、调速精度高等优点。

同时，直流电机调速也存在一些局限性，如系统复杂、成本较高、维护困难等。

五、直流电机调速的发展趋势随着科技的不断进步，直流电机调速技术也在不断发展。