直流電機調速電路

㈠ 直流電機有哪些調速方法

1、改變電樞迴路電阻調速

當負載一定時，隨著串入的外接電阻R的增大，電樞迴路總電版阻增大，電動機轉速權就降低。

2、改變電樞電壓調速

連續改變電樞供電電壓，可以使直流電動機在很寬的范圍內實現無級調速。

3、採用晶閘管變流器供電的調速方法

變電樞電壓調速是直流電機調速系統中應用最廣的一種調速方法。

4、採用大功率半導體器件的直流電動機脈寬調速方法

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特點

1、調速性能好。所謂「調速性能」，是指電動機在一定負載的條件下，根據需要，人為地改變電動機的轉速。直流電動機可以在重負載條件下，實現均勻、平滑的無級調速，而且調速范圍較寬。

2、起動力矩大。可以均勻而經濟地實現轉速調節。因此，凡是在重負載下起動或要求均勻調節轉速的機械，例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等，都用直流電動機拖動。

原理

要使電樞受到一個方向不變的電磁轉矩，關鍵在於：當線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時地加以變換，即進行所謂「換向」。為此必須增添一個叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，就可以使電動機能連續的旋轉

參考資料來源：網路-直流電動機調速

㈡ 直流電機調速原理

當電機轉動起來，控制部會再根據驅動器設定的速度及加/減速率所組成專的命令(Command)與屬hall-sensor信號變化的速度加以比對(或由軟體運算)再來決定由下一組(AH、BL或AH、CL或BH、CL或……)開關導通，以及導通時間長短。

速度不夠則開長，速度過頭則減短，此部份工作就由PWM來完成。PWM是決定電機轉速快或慢的方式，如何產生這樣的PWM才是要達到較精準速度控制的核心。

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高轉速的速度控制必須考慮到系統的CLOCK 解析度是否足以掌握處理軟體指令的時間，另外對於hall-sensor信號變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確性、實時性。

至於低轉速的速度控制尤其是低速起動則因為回傳的hall-sensor信號變化變得更慢，怎樣擷取信號方式、處理時機以及根據電機特性適當配置控制參數值就顯得非常重要。或者速度回傳改變以encoder變化為參考，使信號解析度增加以期得到更佳的控制。

㈢ 直流電機可控硅調速電路圖

如圖所示：

可控硅是P1N1P2N2四層三端結構元件，共有三個PN結，分析原理時，可以把它看作由一個PNP管和一個NPN管所組成，其等效圖解如右圖所示。

雙向可控硅：雙向可控硅是一種硅可控整流器件，也稱作雙向晶閘管。這種器件在電路中能夠實現交流電的無觸點控制，以小電流控制大電流，具有無火花、動作快、壽命長、可靠性高以及簡化電路結構等優點。從外表上看，雙向可控硅和普通可控硅很相似，也有三個電極。

但是，它除了其中一個電極G仍叫做控制極外，另外兩個電極通常卻不再叫做陽極和陰極，而統稱為主電極Tl和T2。

晶閘管（即可控硅）調速技術在直流電動機調速系統的運用，逐漸發展成為一門高科技電子自動化控制學科，晶閘管（可控硅）直流調速系統的自動化程度越來越成熟。

這不僅是經濟性與可靠性的大大提高，而且使先進的自動化技術有了更廣闊的運用，大大促進了社會生產力的進步，簡單說來，主要由以下幾點：

1、首先是直流電動機的調速性能好，調速范圍廣，從零速到預定速度，非常易於平滑調速，即無極調速；

2、啟動、制動力矩大，易於快速啟動和制動，尤其是低速啟動效果非常好；

3、過載能力強，能承受較為頻繁、較大的沖擊載荷。

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直流電動機晶閘管（可控硅）調速裝置這些優點，是非常適合於客運索道的使用范疇，比如：低速大扭矩，客運索道的運載力是相當大的，尤其是在必要時刻要做出一定的速度調節。

在實際的運用中，無論是速度如何調節，客運索道的直流調速系統總是能夠使直流電動機輸出足夠的扭矩，使客運索道的速度都能夠平滑穩定地運行自如，這就足可見到晶閘管（可控硅）調速系統的可靠性，同時還可以滿足直流電動機的良好的啟動和制動性能。

晶閘管（可控硅）調速裝置的種類很多，在客運索道中直流電動機的可控硅直流調速裝置最為廣泛運用的是可編程式控制制晶閘管數字觸發器，是一種集成電路組成，可由用戶現場編程和配置內部參數。

從而獲得所需要的功能，輸出觸發脈沖安全可靠，電路響應速度快，可提高觸發脈沖的對稱性和穩定性。這種調速裝置的特點就是體積小，移相范圍寬，靈敏度高，操作簡單，安全可靠，控制精度高等優點，在業界受到很好的評價。

直流電動機盡管比交流電動機有著良好的調速性能，但是與交流電動機相比，它的一些缺點卻始終不能彌補的，比如：

1、直流電動機的結構復雜，具有碳刷和整流子，滑環和碳刷需要經常維護或更換，碳刷在運轉過程中還會產生火花。

這不僅僅是製造成本和維護成本的增加，電動機的容量都受到一定的限制，使用環境也不能在易爆氣體及塵埃較多的場合下使用；

2、由於直流電動機具有換向器的結構，所以它的結構強度上就受到了一定的約束，它的轉速一般僅為每分鍾幾百轉到一千轉，而交流電動機每分鍾最高可達幾千轉，在轉速上，交流電動機比直流電動機有著更絕對的優勢。

除此之外，直流電動機受換向的限制，電樞電壓也受到限制，最高只能做到一千多伏，而交流電動機可達10 千伏，甚至還高，所有的直流電動機的缺點，交流電動機幾乎都可以來彌補。

㈣ 求最簡單的直流電機調速電路圖

你好：

——★1、直流他勵電動機，可以使用可控硅調壓的電路，版實現調速的。

——★2、因為權直流他勵電動機有兩個調壓 「點」 ，因此有兩個方案：可控硅串聯轉子線圈調壓、調速；及可控硅串聯勵磁繞組調壓調速。

——★3、可控硅串聯轉子線圈調壓、調速，可以向下（慢）調速，而可控硅串聯勵磁繞組調壓調速則可以提高額定轉速。

——★4、直流他勵電動機採用可控硅串聯勵磁繞組來調速，應該採取一定的技術措施，防止發生 「飛車」 事故。

㈤ 求設計一個直流電動機的調速電路

首先得知道風扇的具體參數，沒有參數怎麼設計？起碼早知道額定功率內是多大吧！過容載了容易燒，電流小了吧又帶不動！想要改變電機轉速就需要通過可調電阻來改變三極體的基極電流再改變集電極電流！這是最簡單的調速方法！還有一種能耗更低的方法就是通過pwm輸出，隨便找個運放或555都可以做到！

㈥ 直流電機調速

1. 直流電機調速可以有三種方法：1是改變電機兩端的電壓，2是改變磁通量，3是串調節電阻回。答

2. 改變電壓調速是常用辦法，使用脈沖控制PWM方法，輸入變化的不同占空量的方波，改變輸入直流電機電樞兩端的電壓，改變直流電機轉速，實現調速功能，可以實現無級調速，屬於恆轉矩調速。這種調速的問題在於一般只能在額定轉速以下調節；改變磁通量，通過弱磁進行調速，可實現無級調速，缺點是只能實現在額定轉速以上調節，調速時U、I不變，屬於恆功率調速；串調節電阻是在電樞電路之外串聯一個可調電阻R0，通過R0增大/減小的改變電阻R+R0來實現調速功能，缺點是只能實現分級調速，且串聯電阻電消耗多，現在不怎麼常用了。

3. 選擇脈沖控制元件PWM，目前很多單片機都有這個模塊，可以試試。

㈦ 直流電機調速控制電路原理以及原理圖

現在普遍採用直流控制器來調速，可分為調壓和弱磁兩部分。我以我們這用的西威TPD32直流控制器為例說下。電機升壓至440v，（485rpm左右），電壓與磁場協調控制弱磁後最大轉速可以達到1450rpm。常把485rpm稱之為基速，1450rpm是最高轉速。0-485rpm採用調壓升至電機額定電壓，轉速隨之上升至485rpm，速度再往上調就要弱磁了（減小磁通）。
原理見直流電機轉速公式：
U=CeΦn+IaRa+2ΔUs n=(U-2ΔUs-IaRa)/(CeΦ)
其中n為轉速，U為電機端電壓， ΔUs為電刷壓降， Ia 為電樞電流， Ra 為電機電樞繞組電阻
Ce 為電機常數，Φ為電機氣隙磁通
調壓到最大440V的這個速度點開始弱磁.

HW-A-1020型(DC12v24v電壓通用型)調速器、工作原理:是通過改變輸出方波的占空比使負載上的平均電流功率從0-100%變化、從而改變負載、燈光亮度/電機速度。利用脈寬調制(PWM)方式、實現調光/調速、它的優點是電源的能量功率、能得到充分利用、電路的效率高。例如：當輸出為50%的方波時，脈寬調制(PWM)電路輸出能量功率也為50%，即幾乎所有的能量都轉換給負載。而採用常見的電阻降壓調速時，要使負載獲得電源最大50%的功率，電源必須提供71%以上的輸出功率，這其中21%消耗在電阻的壓降及熱耗上。大部分能量在電阻上被消耗掉了、剩下才是輸出的能量、轉換效率非常低。此外HW-A-1020型調速因其採用開關方式熱耗幾乎不存在、HW-A-1020型調速在低速時扭矩非常大、因為調速器帶有自動跟蹤PWM、另外採用脈寬調制(PWM)方式、可以使負載在工作時得到幾乎滿電源電壓、這樣有利於克服電機內在的線圈電阻而使電機產生更大的力矩率。

㈧ 直流無刷電機PWM調速原理

直流電機的PWM調速原理與交流電機調速原理不同，它不是通過調頻方式去調節電機的轉速，而是通過調節驅動電壓脈沖寬度的方式，並與電路中一些相應的儲能元件配合，改變了輸送到電樞電壓的幅值，從而達到改變直流電機轉速的目的。它的調制方式是調幅。

脈沖寬度調制是一種模擬控制方式，其根據相應載荷的變化來調制晶體管基極或MOS管柵極的偏置，來實現晶體管或MOS管導通時間的改變，從而實現開關穩壓電源輸出的改變。這種方式能使電源的輸出電壓在工作條件變化時保持恆定，是利用微處理器的數字信號對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。

PWM控制技術以其控制簡單，靈活和動態響應好的優點而成為電力電子技術最廣泛應用的控制方式，也是人們研究的熱點。由於當今科學技術的發展已經沒有了學科之間的界限，結合現代控制理論思想或實現無諧振波開關技術將會成為PWM控制技術發展的主要方向之一。

(8)直流電機調速電路擴展閱讀：

PWM調速實現方法舉例：

直流電機調速PWM信號可由硬體產生，也可由微處理器得到，這里列舉一例硬體產生電路。能產生PWM信號的IC很多，文中選用常用PWM發生器SG3525。將SG3525的1腳和9腳短接，使得其內部誤差運放變為電壓跟隨方式，這樣PWM的輸出占空比就和2腳的模擬電壓線性化。

SG3525的PWM輸出為兩路互補的PWM信號，相位上相差180°，每一路最大占空比為50%。通常將它倆相或，就可以得到0～100%的PWM信號(實際最大不會達到100%) 。

為了得到互斬的兩路PWM信號，加入一片74HC02或非電路，就可以得到兩路互斬PWM信號的反向信號(再加上邏輯非就是互斬信號)。值得注意的是，一般不將SG3525的兩路互補信號的邏輯非作為互斬的兩路信號，因為反向後它們的占空比變化和模擬給定值(SG1525的2腳電壓)是反向的 。

將互斬PWM方式應用到BLDCM三相全橋方波控制中。BLDCM的線電壓和線電流波形注意線電流波形圖中不導通時段的波形，由於互斬是PWM方式②和方式③的交替變換，因而不導通時段電流波形兼有它們的特點。

直流電機調速PWM方式有多種，在橋式主電路安全性、續流回饋類型、橋式功率損耗均衡，以及適用調速方式等方面加以總結。

提出一種新的直流電機調速PWM方式———互斬，對該方式的特點、設計、實現等加以說明，並在BLDCM三相橋式方波控制下完成測試。

得到以下結論：

(1) 互斬兼有 HPWM-LON 和 HON-LPWM 二者的特點;

(2) 屬於單極式調制，單斬波方式，主電路安全性高，續流無回饋母線電流;

(3) 克服 HPWM-LON 和 HON-LPWM 功率橋損耗不均;

(4) 適用於調速系統，電路實現簡單，易用。

㈨ 直流電機調速的設計

一.電機調速模塊.

我們的設計思路是先產生占空比可調的方波(方法有多種,一是用555構成多諧振盪器.二可以利用單片機產生PWM方波)+4功率器件構成的H橋電路,用以驅動直流電機轉動.當然還許多驅動方案,比如三極體-電阻作柵極驅動\低壓驅動電路的簡易柵極驅動,還有可以直接用個MCU產生PWM外加一個MOS管驅動也可以.

1.1直流電機驅動電路的設計目標

在直流電機驅動電路的設計中，主要考慮一下幾點：

1． 功能：電機是單向還是雙向轉動？需不需要調速？對於單向的電機驅動，只要用一個大功率三極體或場效應管或繼電器直接帶動電機即可，當電機需要雙向轉動時，可以使用由4個功率元件組成的H橋電路或者使用一個雙刀雙擲的繼電器。如果不需要調速，只要使用繼電器即可；但如果需要調速，可以使用三極體，場效應管等開關元件實現PWM（脈沖寬度調制）調速。

2. 性能：對於PWM調速的電機驅動電路，主要有以下性能指標。

1）輸出電流和電壓范圍，它決定著電路能驅動多大功率的電機。

2）效率，高的效率不僅意味著節省電源，也會減少驅動電路的發熱。要提高電路的效率，可以從保證功率器件的開關工作狀態和防止共態導通（H橋或推挽電路可能出現的一個問題，即兩個功率器件同時導通使電源短路）入手。

3）對控制輸入端的影響。功率電路對其輸入端應有良好的信號隔離，防止有高電壓大電流進入主控電路，這可以用高的輸入阻抗或者光電耦合器實現隔離。

4）對電源的影響。共態導通可以引起電源電壓的瞬間下降造成高頻電源污染；大的電流可能導致地線電位浮動。

5）可靠性。電機驅動電路應該盡可能做到，無論加上何種控制信號，何種無源負載，電路都是安全的。

考慮到以上的因素我們採用555多諧振盪器產生占空比可調的方波+4功率器件構成的H橋來驅動直流電機.電路圖如下:

1.2、電機調速模塊的電路圖功能分析

555通過可調電阻可以實現占空比可調的方波，即組成占空比可調的多諧振盪器。

多諧振盪器實現占空比可調的方波的功能分析：

電源接通瞬間，電容C2上的初始電壓為0，施密特觸發器輸出電壓為U為高電平，與此同時由於集電極開路輸出端（7腳）對地斷開，電源通過R5、R7開始對電容C充電，電路進入暫穩態I狀態。此後電路按下列四個階段周而復始地循環，產生周期性的輸出脈沖。

（1） 暫穩態I階段，VCC通過R5。R7向電容C充電，電容C的電壓Uc按指數上升，在UC高於2/3VCC之前，定時器暫時維持『1』的狀態，輸出為高電位。

（2） 翻轉I階段，電容C繼續充電，當Uc高於2/3VCC後，定時器翻轉為『0』的狀態，輸出為低電位。此時，集電極開路輸出端（7腳）由對地斷開變為導通。

（3） 暫穩態II階段，電容C開始經歷R7、R6對地（7腳）放電，Uc按照指數下降，在Uc低於1/3VCC之前，定時器依然維持『0』的狀態。輸出為低電位。

（4） 翻轉II階段，電容C繼續放電，當Uc低於1/3VCC後，定時器翻轉為『1』狀態，輸出為高電位。此時，集電極開路輸出端（7腳）由對地導通變為對地斷開。此後，振盪器又回復到暫穩態I狀態。

（5） 可以通過調節R6的大小來調節定時器輸出方波的占空比。

Uln2003晶元是16腳七路電機驅動晶元，這塊晶元在這里可以看作是七非門晶元，作用是保證10腳和14腳的輸出SINGLE1和SINGLE2的輸出為一高一低。晶元中的二極體起到分流的作用。電路圖的右部分的作用是通過調節電機的正轉與反轉來調節電機的轉速，當SINGLE1為高 SINGLE2為低時，三極體Q2,Q3,Q5導通，Q1,Q4,Q6截止，電機1端通過Q5接地，Vcc通過Q2直接押在電機2端，此時電機2端電位高於1端，電機反轉；當SINGLE1為低SINGLE2為高時，電機正轉。當某一時刻占空比大於50％時，電機呈現正轉加速或是反轉減速狀態；某一時刻占空比小於50％時，電機呈現正轉減速或是反轉加速狀態。電機就是通過矩形波占空比的不同來調節轉速的，電機呈現出來的轉速是平均速度。

二.電機測速模塊電路以及功能分析

我們的設計思路是利用光電隔離器件以及BCD計數器實現直流電機測速模塊電路.利用電機轉動時帶動紙片遮擋光耦,使其發光二極體發出的紅外光被其中的光敏三極體所接收,通過BCD計數器最後將在單位時間內轉動的轉數給顯示出來.
電路圖如下:

1.3、電機測速模塊整個電路以及其他功能分析

1.3.1晶元功能分析

CD40192:

可預置BCD加/減計數器(雙時鍾) NSC\TI///J1J2J3J4是可以預設數字的輸入，Q1Q2Q3Q4是加減計數的輸出。C0是進位端接高位的UP（加計數器）。BO是借位端圖上不接，為空腳。ENABLE是使能端。VSS接地，VCC接電源。DOWN是減計數器。

CD4511 BCD鎖存、7段解碼,驅動器：

//A、B、C、D分別接BCD加減計數器的輸出端，鎖存數字。再7段解碼將其輸出到數碼管。

CD40106 六施密特觸發器：

NSC\TI //輸入信號為A，輸出信號為A反，對輸入的脈沖進行整形並取反，使高位計數器的加計數能夠計數。

1.4、接受板子整個電路圖功能分析

光電耦合器OPTOISO1，當其接受到光信號，LED放光，三極體飽和導通，晶體管Q1導通，因為電阻R3 為47K，大部分的電壓分壓在電阻上了，A為低電平。若沒有接受到光的話，A為一高點平，這樣在A端形成了一個負脈沖，再經過CD40106 六施密特觸發器對脈沖進行整形並且取反，得到A的非為一正脈沖（指的是沒有光的時候為低電平，有光信號的時候為高電平）。

經過六施密特觸發器的脈沖信號再接到CD40192的UP端使BCD計數器件1為加計數器。又兩個CD40192ENABLE是使能端一起接在enable信號上。

REST信號也相連一起通過按鍵S1接VCC高電平/通過R9 10K接地。這樣只要按S1就可以實現REST重置清零。不按S1的就照常計數。

Enable使能信號的產生:是通過按鍵S1和555晶元以及相應的RC電路,實現一定時間的延時,也就是意味著一按S1,在定時T(由RC值確定)的時間內,計數器在計數,將光電耦合器接受到的恆定脈沖個人給計數,定時時間到的話就停止.這樣的話可以將電機的速度給測出來.定時時間為0.5S~1.0S.

驅動CD40192工作,我們對照圖2來分析這個定時器的功能。 當一上電的時候, 3 (OUT)腳輸出一個高電平,

㈩ 直流電動機如何實現無級調速

直流電機的調速主要是調節電樞電壓【調壓調速】，
雖然也有調節勵磁的回，但一般作為升速調節【弱磁答調速】，且調節范圍小，常作為輔助調速方案。
比較成熟的是用三相全橋可控硅整流電源來對直流電機作調速控制，
可控硅整流調壓可以方便地通過改變可控硅導通角實現。
補充：
1、直流電動機，固定勵磁，電機轉速與電樞電壓成正比，所以，應採用【調壓調速】；
2、三相可控硅全橋整流電路，可以獲得脈動直流電源（可調節）；
3、採用移相觸發電路對可控硅的導通角進行控制，觸發角可以用【電壓】信號進行調節；
4、那個控制【電壓】可以用【手動】設定或通過【給定】與【轉速反饋】之差進行【自動】調節，調節器可以進行pid運算；
5、簡單的無反饋調速系統，就是通過【給定】電位器改變【移相控制電壓】，從而改變可控硅導通角、改變整流輸出電壓、改變電機轉速；
6、簡單無反饋的系統，電機實際轉速與給定值之間有偏差，並且系統不能自動減小這個偏差，對於要求不高的場合可以直接應用；
7、可控硅全橋整流電路及其移相控制和觸發單元，可以直接從教科書上得到。如《可控硅變流技術》。