直流电机调速方案及优缺点.docx

直流电机调速方案及优缺点直流电机调速方案及优缺点 1、电枢回路串联电阻调速 可在电源电压不变的情况下，改变电枢回路中的电阻，达到调速的目的。调速的机械特性如下图所示。当电枢回路中串联的电阻越大，直线的倾斜率越小。 N R1 R1+R2 R1+R3 T 电枢回路串联电阻调速优缺点 1、 由于电阻智能分段调节，因此调速的平滑性比较差。 2、 低速时，调速电阻上有较大电流，损耗大，电机效率低。 3、 轻载时调速范围比较小。 4、 串入电阻阻值越大，机械特性越软，稳定越差。 2、降低电源电压调速 根据直流电动机机械特性方程式可以知道，改变电额定电压，因此电枢电压只能在额定电压一下进行调节。 Un>U1>U2 n Un U1 U2 Tn T 1 降低电源电压调速的优点 1、 电压便于平滑性调节，调速平滑性好，可实现无级调速。 2、 调速前后机械斜率不变，机械特性硬度高，稳定性好，调速范围广。 3、 调速是损耗小，调速经济性好。 4、改变励磁磁通道调速 根据机械特性方程可以知道，当u为恒定时，调节励磁磁通，也可以实现电动机转速的目的。额定运行的电动机，其磁通已基本饱和，因此改变磁通只能从额定值往下掉。 n n02 n0 1 2 Tn T 改变励磁磁通道调速的优点 1、 调节平滑，可实现无级调速。 2、 励磁电流小，能量损耗小，调节前后电动机的效率不变，经济性好。 3、 机械特性较硬，转速稳定。 4、本次我们用的是pwm即脉冲宽度调节。 它主要是通过改变输出方波的占空比，使得负载上的平均接通时间从0-100变化，以达到调整负载速度的目的。脉冲宽度调制波通常由一列占空比不同的矩形脉冲构成，其占空比与信号的瞬时采样值成比例。图2-3a所示为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。该系统有一个比较器和一个周期为Ts的锯齿波发生器组成。语音信号如果大于锯齿波信号，比较器输出正常数A，否则输出0。因此，从图2-3中可以看出，比较器输出一列下降沿调制的脉冲宽度调制波。 2 图2-3脉冲宽度调制过程 通过图2-3b的分析可以看出，生成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语音信号幅度值。因而，采样值之间的时间间隔是非均匀的。在系统的输入端插入一个采样保持电路可以得到均匀的采样信号，但是对于实际中tk-kTs<<Ts的情况， 均匀采样和非均匀采样差异非常小。如果假定采样为均匀采样，第k个矩形脉冲可以表示为： 是未调制宽度；m是调制指数。 在相邻脉冲间变化缓其中，xt是离散化的语音信号；Ts是采样周期；然而，如果对矩形脉冲作如下近似：脉冲幅度为A，中心在t = k Ts处，慢，则脉冲宽度调制波xp(t)可以表示为： 其中， 。无需作频谱分析，由式可以看出脉冲宽度信号由语音信号 时，相位调制部分引起的信号交迭可以x(t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当忽略，因此，脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。 3 4