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直流调速器工作原理与电路分析

电子常识

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描述

  什么是直流调速器

  直流调速器是一种电机调速装置,包括电机直流调速器、脉宽直流调速器、可控硅直流调速器等,一般为模块式直流电机调速器,集电源、控制、驱动电路于一体,采用立体结构布局,控制电路采用微功耗元件,用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换,电路的比例常数、积分常数和微分常数用PID适配器调整。具有体积小、重量轻等特点,可单独使用也可直接安装在直流电机上构成一体化直流调速电机,可具有调速器所应有的一切功能。

  直流调速器就是调节直流电动机速度的设备,

  由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的,因此调节直流电动机速度的设备——直流调速器具有广阔的应用天地。

 

  适用场合

  下列场合需要使用直流调速器:

  1.需要较宽的调速范围;

  2.需要较快的动态响应过程;

  3.加、减速时需要自动平滑的过度过程;

  4.需要低速运转时力矩大;

  5.需要较好的挖土机特性,能将过载电流自动限制在设定电流上。

  以上五点也是直流调速器的应用特点。

  应用范围

  数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医疗设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接收系统等。

 

  直流调速器的工作原理

  直流调速器就是调节直流电动机速度的设备,上端和交流电源连接,下端和直流电动机连接,直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源,一路输入给直流电机砺磁(定子),一路输入给直流电机电枢(转子),直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流,调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况,必要时修正电枢电压输出,以此来再次调节电机的转速。

  直流电机的调速方案一般有下列3种方式:

  1、改变电枢电压;(最长用的一种方案)

  2、改变激磁绕组电压;

  3、改变电枢回路电阻。

  其实就是可控硅调压电路,电机拖动课本上非常清楚了直流调速分为三种:转子串电阻调速,调压调速,弱磁调速。转子串电阻一般用于低精度调速场合,串入电阻后由于机械特性曲线变软,一般在倒拉反转型负载中使用调压调速,机械特性曲线很硬,能够在保证了输出转矩不变的情况下,调整转速,很容易实现高精度调速弱磁调速,由于弱磁后,电机转速升高,因此一般情况下配合调压调速,与之共同应用。缺点调速范围小且只能增速不能减速,控制不当易发生飞车问题。

  直流调速器是一种电机调速装置,包括电机直流调速器,脉宽直流调速器,可控硅直流调速器等。一般为模块式直流电机调速器,集电源、控制、驱动电路于一体,采用立体结构布局,控制电路采用微功耗元件,用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换,电路的比例常数、积分常数和微分常数用PID适配器调整。该调速器体积小、重量轻,可单独使用也可直接安装在直流电机上构成一体化直流调速电机,可具有调速器所应有的一切功能。

  直流调速器电路原理分析

  主电路调速器的主电路采用了先交流调压后整流的电路形式,先用双向晶闸管V1对输入交流电压进行调节,再由P4桥式整流电路对调节后的电压进行整流,供直流电机电枢绕组A1、A2端子的供电;励磁电源,则由P1对交流220V直接整流后,供F1、F2励磁线圈端子。在电源输入回路中串联了4A保险管,起到对双向晶闸管V1的第二重(第一重保护由N3、N4完成)过载与短路保护。R1、C2并联在晶闸管的T1、T2两端,吸收有害尖峰电压能量,对晶闸管起到过压保护作用。

直流调速器

  直流调速器使用条件

  1.海拔高度不超过1000米。(超过1000米,额定输出电流值有所降低)

  2.周围环境温度不高于40℃不低于-10℃。

  3.周围环境相对湿度不大于85[%],无水凝滴。

  4.没有显着震动和颠簸的场合。

  5.周围介质无爆炸危险,无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电尘埃。

  6.户内使用

  直流调速器技术数据

  1.输入主电源电压:交流三相380V50HZ

  2.电网电压允许差:-5[%]---10[%]

  3.电网频率允许差+ -2[%]

  4.基本参数

  5.调速范围:大于1:50 6.静差度:小于等于5[%]

  直流调速器用户接线图

  1、外接调速电位器;

  2、测速发电机输入及转速表输出;

  3、继电器触点输出;

  4、外接主电源常闭触点。

  主回路:

  1、三相电源380V输入;

  2、三相同步电源输入:

  3、直流电机电枢输出(供应给电机,做为电枢电压,此为主电压连续可调);

  4、直流电机励磁输出(供应给电机,做为励磁电压);

  5、中线输入;

  6、接地保护线输入;

  7、电机测速反馈信号(即电机上的发电机电压信号,其值由发电机标称给定,输入至调速器做为速度反馈信号)

  8、测速发电机励磁(由调速器提供,供应给发电机励磁用;具体电压由用户给定)

  (注:其它端头由用户及电机实际情况按排)

  直流调速器原理说明

  本装置的主电路系采用三相桥式全控型结构,控制电路为速度外环,电流内环结构成的双环控制,主要包括给定积分,速度调节器,电流调节器,移相触发器,连锁保护,直流稳压电源部分。

  1.给定积分器:积分器由同相输入比例放大器和积分组成,当突加直流电压输入时,输出不会突变,而呈积分上升状态,从而减少了启动冲击,积分时间可由RP1来调整。

  2.速度调节器:是比例积分放大器加反馈钳住电路,电位器RP3,RP4为限幅值调节,RP2为调节速度震动用。

  3.电流调节器:也是一个比例积分放大器加反馈钳住电路,电位器RP7,RP6为限幅值调节,RP5为调节电流震荡。

  4.移相触发器:移相触发器采用标准的集成电路KJ004,KJ041,KJ042组成。

  KJ004是专用的移相触发器集成块,同步信号自8脚输入,RC滤波网络用以抗电源中的波形奇变和换流缺口的干扰。4脚形成100周的锯齿波。由锯锯齿波电压,移相控制电压(电流调节器输出)和偏移电压在9脚综合进行比较,在13脚输出固定宽度的脉冲送到KJ042的2脚、4脚、12脚。

  KJ042是脉冲列调制形成器,其将由KJ004送来的触发脉冲进行5~10KH调制,再从8脚输出送到KJ004的14脚,此时在KJ004的1脚和15脚输出是调制的脉冲列移相触发脉冲。

  KJ004的六路输出再送到六路双脉冲形成器,KJ041的1-6脚,在10-15脚输出具有双脉冲的脉冲列触发脉冲。

  电位器RP13,RP16,RP19为锯齿波斜率调节,电位器RP12,RP15,RP18为移相控制电压修正值,电位器RP1,RP14,RP17为偏置调节。

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