直流电机1.脉宽调制调速的原理与方法:1)原理:PWM的基本原理是通过输出一个很高频率的0/1信号,其中1的比例为δ(也叫做占空比),在积分元件的作用下,使得总的效果相当于输出δ×A(A为高电平电压)的电压。通过改变占空比就可以调整输出电压,从而达到模拟输出并控制电机转速的效果。2)PWM的应用:在本实验中主要应用脉宽调制调速控制电压调制,从而控制直流电机转速;此外,还可以应用在频率调制等,如应用在蜂鸣器等。2.中断原理1)外部中断:采用边沿触发方式(当管脚INTO有由高电平变为低电平的过程,便认为有中断请求,EX0向置高电平,向CPU发出中断请求)电机转速就是一秒钟之内INT0的中断个数,电机每转动一次,与之相连的偏心轮将遮挡光电对管一次,因此会产生一个脉冲,送到INT0。淄博诚铖创惠电子有限公司——坚持“顾客至上,合作共赢”。深圳直流调速电源设备
PWM的基本参数在上图中,频率F的值为1/(T1+T2),占空比D的值为T1/(T1+T2)。通过改变单位时间内脉冲的个数可以实现调频;通过改变占空比可以实现调压。占空比越大,所得到的平均电压也就越大,幅值也就越大;占空比越小,所得到的平均电压也就越小,幅值也就越小。PWM调压演示通过以上原理就可以知道,只要改变PWM信号的占空比,就可以改变直流电机两端的平均电压,从而实现直流电机的调速。前文说过,改变电机两端的电源极性可以改变电机的转速,那么电路如何实现电机的正反转调速呢?这需要通过H桥电路来实现。H桥驱动电机电路H桥电路由四个功率电子开关构成,可以是晶体管也可以是MOS管。电子开关两两构成桥臂,在同一时刻只要对角的两个电子开关导通,另外两个截止,且每个桥臂的上下管不能同时导通。通过这个电路就可以实现电机的正反转调速。深圳直流调速电源设备淄博诚铖创惠电子有限公司——忠于科技,同创智慧。
交流电动机:说交流电动机就不能不提交流发电机。目前我们使用的电能绝大部分是交流电,而发电机几乎都是交流发电机,发电机和电动机本质上其实是一个东西,因为电场和磁场本来就有相互作用,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,描述此关系的就是麦克斯韦方程组。所以,对于交流发电机来讲,导体在磁场旋转(或者说磁场在导体中旋转),获得交流电,而如果把交流电通入线圈,获得的就是一个旋转的磁场。有了这个旋转磁场,接下来就有意思了。假如我在这个旋转磁场中放入一个闭合导体,那么此导体就因为切割磁感线会产生电流,而有了电流,此导体就会在旋转磁场中受力运动,楞次定律说的就是这回事。如果此闭合导体可以自由运动,那么他就会跟着此旋转磁场运动,根据楞次定律很容易理解,闭合导体虽然跟着磁场旋转,但是总归不如磁场旋转的快。如果不理解楞次定律的话,可以这么理解:如果两者转的速度一样快了,那么此闭合导体就不会切割磁感线了,也就没有电流了,没有电流就无法受力旋转了。所以,要想受力,就必须转的比磁场慢那么一点点。就这慢的一点点,说明转的速度比磁场慢,也就是和磁场不同步,不同步就是异步了,没错,这就是异步电动机的基本原理。
限幅值的影响:改变速度调节器的限幅值,即改变电流调节器的比较大给定输入信号,仿真得到波形如下,为限幅值为20A时的波形,为限幅值为40A时的波形。可以看出,在速度调节器的限幅值增大时,即增大了电流调节器的比较大给定输入信号,当速度调节器输出限幅值时,电流调节器的给定信号变大,经电流闭环调节之后,直流电机的电枢电流变大,所以电机的比较大输出转矩变大,比较大加速度变大,在起动的加速阶段加速得更快,所以转速更快接近给定值,在限幅值为30A时加速了0.2s达到给定值,进入稳定调节阶段,在限幅值为40A时加速了0.15s就达到给定值。但是在确定限幅值的时候要考虑到直流电机电枢的电流耐受能力,防止过流使得电机过热而损坏电枢绕组,也要考虑电机轴所能承受的最大力矩,防止电机发生机械损坏。但是限幅值也考虑电机轴上相应负载转矩的大小,限幅值应该大于或等于电机的最大负载所要求的电流,否则会像一样,由于给定值小于负载所要求的电流值,所以的负载加大之后,电机的转速一直下降,导致ST的输入信号Δun=ug-ufn一直变大,ST维持限幅值的输出,经过电流调节器LT的调节的调节电枢电流一直保持最大电流给定值,系统无法达到稳态。电机好典范,诚铖创惠相伴。
加速:0~0.2s期间为电机的加速阶段。在此阶段,电机由于转速反应比较慢,ufn< 淄博诚铖创惠电子有限公司,得到市场的一致认可。深圳直流调速电源设备 积分系数Ki的影响:改变速度PI调节器的积分系数Ki,分别进行仿真,得到波形如下,图17为Ki=0.16时的波形,图18为Ki=8时的电压波形,图19为Ki=32时的电压波形,图20为Ki=100时的电压波形。可以看出,Ki太小的时候,积分作用比较弱,稳态误差减小得比较慢,Ki=8时,转速在1.8s时达到稳定,消除稳态误差,Ki=16时,转速在1.75s的时候就达到了稳定,Ki=32时,转速在1.7s的时候就达到了稳定。如果Ki过小,可能会导致稳态误差难以消除,Ki=0.16时,达到稳态时,转速只有150rad/s,有10rad/s的稳态误差。但是Ki太大会导致系统容易振荡而使得系统不稳定,Ki=8或16时,系统没有振荡现象,Ki=32时系统已经出现振荡,在Ki=100时振荡很明显,所以Ki也不是越大越好。深圳直流调速电源设备 淄博诚铖创惠电子有限公司致力于电工电气,是一家贸易型的公司。公司业务分为直流调速电源,电机控制器,电机调速器,直流调速器等,目前不断进行创新和服务改进,为客户提供良好的产品和服务。公司从事电工电气多年,有着创新的设计、强大的技术,还有一批专业化的队伍,确保为客户提供良好的产品及服务。诚铖创惠秉承“客户为尊、服务为荣、创意为先、技术为实”的经营理念,全力打造公司的重点竞争力。