直流调速器工作原理与电路分析

　　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。