对于直流电机的控制,一直是业界的一个话题,其实,不同的工作环境对直流电机的控制要求是不同的。
现在,双闭环控制是普遍认可的一种控制方式,它由速度反馈调整电路与电流反馈调整电路组成,因而称作双闭环调速系统。其控制框图如下:
然而,双闭环调速系统因速度、电流环节存在一定程度的互相影响,动态参数调整困难,存在稳态误差,故需要专业的服务及维护人员。
所以,双闭环调速系统只是适用于对速度稳定性要求很高,需要中途频繁换向,特大功率的调速系统以及对限流依赖性较强的场合,如龙门刨床的控制系统。其综合性能指标范围如下:
速度超调量<5%、电流超调量<5%、调整时间 <0.5s、振荡次数≤2、转速稳态误差≤0.02、转速稳定度<0.5%。
一般的直流电机调速场合,使用稳压控制就足够了,在必要时,可使用过流保护和一定的限流手段。这些场合包括单向直流调速系统,静止换向直流调速系统等。实践证明,在应用稳压调速时,只要电压的跟随时间与电机线圈的实际滞后时间相近,便能起到很好的调速效果。这种控制方式对功率较小的直流电机负载尤为合适。系统控制图如下:
不论采取何种方式,必要的续流与滤波手段还是必要的。
续流一般在电机主电枢上反向并接续流二极管,二极管的电流与主功率器件的电流数一致,其耐压一般取电机电压峰值的2~3倍。
滤波一般采用平波电抗器,按对电流脉动情况的要求估算出电感。
U2
Lmd=kmd——-LD
SIZ
Kmd——系数,三相全控整流取Kmd=1.05
S ——电流最大允许脉动系数,S取10%
IZ ——额定负载电流(A)
U2——三相输入相电压
电动机电感:
UE
LD=kD———×103
2ρNEIE
KD——系数。一般无补偿电机取8~12;快速无补偿电机取6~8;有补偿电机取5~6
UE——电动机额定电压
ρ——电动机磁极对数
NE——电动机额定转速
IE ——电动机的额定电流
如一直流电机:额定电压UE = 220V,额定电流IE = 41A,额定转速为NE = 1500r/m,磁极对数ρ= 4。则
U2 UE
Lmd=kmd——-kD ———×103
SIZ 2ρNEIE
=1.05×220÷(10%×41)-10×220÷(2×4×1500×41)×103
=51(mH)
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