直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理及特性

　　直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速是指電動(dòng)機(jī)在一定負(fù)載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速調(diào)速性能好。

　　所謂“調(diào)速性能”，是指電動(dòng)機(jī)在一定負(fù)載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流電動(dòng)機(jī)可以在重負(fù)載條件下，實(shí)現(xiàn)均勻、平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。

　　要使電樞受到一個(gè)方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵在于：當(dāng)線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過(guò)線圈中的電流方向及時(shí)地加以變換，即進(jìn)行所謂“換向”。為此必須增添一個(gè)叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個(gè)極下線圈邊中電流始終是一個(gè)方向，就可以使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)的旋轉(zhuǎn)。

　　（一）調(diào)速性能好。所謂“調(diào)速性能”，是指電動(dòng)機(jī)在一定負(fù)載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流電動(dòng)機(jī)可以在重負(fù)載條件下，實(shí)現(xiàn)均勻、平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。

　?。ǘ┢饎?dòng)力矩大。可以均勻而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。因此，凡是在重負(fù)載下起動(dòng)或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機(jī)械，例如大型可逆軋鋼機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、電力機(jī)車、電車等，都用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。

　　本文介紹的小功率直流電機(jī)調(diào)速電路具有電路新穎、調(diào)試方便、調(diào)速范圍寬及轉(zhuǎn)差率低等特點(diǎn)。適合各種要求調(diào)速精度較高的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備用。電路如圖1所示。

　　圖1：一款新穎的小功率直流電機(jī)調(diào)速電路

　　電路工作原理

　　主電路直接輸人220V交流，經(jīng)晶閘管半控橋整流后供給電機(jī)電樞。整流后的電壓較高，適合額定電壓為150至180V功率小于2kw的直流電機(jī)。這里晶閘管T1和二極管v3及T2和v4采用電力半導(dǎo)體半臂電橋模塊。

　　直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組L2由二極管V1、V2及借用電樞回路的V3、V4組成的整流橋供電，節(jié)省了兩只二極管。為確保晶閘管關(guān)斷時(shí)，電樞電流連續(xù)且平滑，

　　在主電路中接入了續(xù)流二極管V5及平波電抗器L1。

　?。?）同步電壓的獲取及脈沖觸發(fā)電路：一般單相半控橋整流電路均采用單結(jié)晶體管觸發(fā)方式，同步信號(hào)采用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓后的削波電壓，缺點(diǎn)是觸發(fā)脈沖的移相范圍減小。本電路采用電源的過(guò)零點(diǎn)時(shí)刻作為同步信號(hào)，同步范圍可達(dá)170°以上。由二極管V1、V2、V3、V4整流橋輸出的單相脈動(dòng)直流電壓一路經(jīng)電阻R12、R13分壓，ZD2穩(wěn)壓獲得22V的直流電壓作為觸發(fā)電路等的工作電源，另一路經(jīng)R21、R22分壓送至三極管BG6的基極。每當(dāng)電源過(guò)零時(shí)BG6吼截止，而BG4、BG5飽合導(dǎo)通，BG4將電容c12短接以保證在任意電源半周都是從零點(diǎn)開始充電，B炕集電極輸出的低電平信號(hào)使IC1復(fù)位，其（3）腳輸出低電平以保證晶閘管的觸發(fā)信號(hào)在任意電源半周期內(nèi)都以電源過(guò)零點(diǎn)作為基準(zhǔn)。三極管BG3的集電極電流為C12充電，當(dāng)BG1管導(dǎo)通時(shí)C12放電使三極管BG2飽和導(dǎo)通，集電極輸出的低電平使IC1置位，其（3）腳輸出高電平，經(jīng)滄電藕合器輸出觸發(fā)脈沖送至晶閘管的門極。這里時(shí)基電路SE555的作用是加大脈沖寬度，脈沖寬度值由R6、C7的充電時(shí)間常數(shù)決定。光電禍合器的作用是增大脈沖幅度，以確保晶閘管可靠觸發(fā)導(dǎo)通。

　?。?）給定和反饋控制：為提高電機(jī)的機(jī)械特性硬度和減小轉(zhuǎn)差率，該電路增加了電壓負(fù)反饋和電流正反饋控制，給定電位器RP3和電壓取樣電位器RP1、電流取樣電位器RP2共同控制三極管BG3的導(dǎo)通程度，從而控制BG3的集電極電流，使負(fù)載發(fā)生變化時(shí)觸發(fā)脈沖的相位隨之變化，電機(jī)轉(zhuǎn)速得以基本恒定。