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直流永磁电机如何调速?

作者:湖南中资混合搅拌机电科技有限公司时间:2022-06-21169 次浏览

信息摘要:直流永磁电机调速,往往说的是他励有刷直流电机调速,根据直流永磁电机的转速方程,转速n=(电枢电压U-电压电流Ia*内阻Ra)÷(常数Ce*气隙磁通Φ),因为电枢的内阻Ra非常小,所以电压电流Ia*内阻Ra≈0,这样转速n=(电枢电压U)÷(常数Ce*气隙磁通Φ),只要在气隙磁通Φ恒定下调整电枢电压U···

直流永磁电机调速,往往说的是他励有刷直流电机调速,根据直流永磁电机的转速方程,转速n=(电枢电压U-电压电流Ia*内阻Ra)÷(常数Ce*气隙磁通Φ),因为电枢的内阻Ra非常小,所以电压电流Ia*内阻Ra≈0,这样转速n=(电枢电压U)÷(常数Ce*气隙磁通Φ),只要在气隙磁通Φ恒定下调整电枢电压U,就可以调整直流电机的转速n;或者在电枢电压U恒定下调整气隙磁通Φ,同样可以调整电机的转速n,前者叫恒转矩调速,后者称之为恒功率调速。

恒转矩模式下,要先保持气隙磁通Φ恒定,直流电机的定子和转子磁场是正交状态的,互相没有影响。要保持Φ恒定,只要保证励磁线圈的电流稳定在一个值就可以了。理论上给一个恒流源来控制励磁线圈的电流是比较完美的,但是因为电流源不好找,而一般给励磁线圈施加一个稳定的电压值,也可以近似让励磁电流稳定,进而让气隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流电机,用永磁铁来替代了励磁线圈,磁通是永久恒定的,所以不用操这个心了。
简单的调整电压,并不能满足负载波动比较厉害的场合,所以引进了串级调速系统,通过检测电机的电流和转速,分别弄出电流环内环和速度环外环了,使用PID算法,有效的满足了负载波动状况下的调速,让直流永磁电机的调速工作特性非常“硬”,也就是最大转矩不会受到转速的波动而变化,实现了真正的恒扭矩输出。这种调速方式,一直是交流调速系统的模仿对象,比如变频器矢量控制,就是模仿这种方式而实现的。如果只用电流环内环,还可以直接控制电机输出一定的扭矩,满足不同的拉伸和卷曲等控制要求。

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