①直流電機(jī)的PWM調(diào)速原理與交流電機(jī)調(diào)速原理不同，它不是通過調(diào)頻方式去調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而是通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電壓脈沖寬度的方式，并與電路中一些相應(yīng)的儲(chǔ)能元件配合，改變了輸送到電樞電壓的幅值，從而達(dá)到改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。它的調(diào)制方式是調(diào)幅
在使用PWM控制的直流無刷電動(dòng)機(jī)中，PWM控制有兩種方式：
1.使用PWM信號(hào)，控制三極管的導(dǎo)通時(shí)間，導(dǎo)通的時(shí)間越長(zhǎng)，那么做功的時(shí)間越長(zhǎng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速就越高
2.使用PWM控制信號(hào)控制三極管導(dǎo)通時(shí)間，改變控制電壓高低來實(shí)現(xiàn)
PWM的占空比決定輸出到直流電機(jī)的平均電壓.
PWM不是調(diào)節(jié)電流的.PWM的意思是脈寬調(diào)節(jié),也就是調(diào)節(jié)方波高電平和低電平的時(shí)間比,一個(gè)20%占空比波形,會(huì)有20%的高電平時(shí)間和80%的低電平時(shí)間，而一個(gè)60%占空比的波形則具有60%的高電平時(shí)間和40%的低電平時(shí)間,占空比越大,高電平時(shí)間越長(zhǎng),則輸出的脈沖幅度越高,即電壓越高.如果占空比為0%,那么高電平時(shí)間為0,則沒有電壓輸出.如果占空比為100%,那么輸出全部電壓.
所以通過調(diào)節(jié)占空比,可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的,而且輸出電壓可以無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié).
②具體而言
1.脈寬 調(diào) 制 (PWM)是利用數(shù)字輸出對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種有效技術(shù)，尤其是在對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方面，可大大節(jié)省能量。PWM 具有很強(qiáng)的抗噪性，且有節(jié)約空間、比較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。模擬控制電路有以下缺陷:模擬電路容易隨時(shí)間漂移，會(huì)產(chǎn)生一些不必要的熱損耗，以及對(duì)噪聲敏感等。而在用了PWM技術(shù)后，避免了以上的缺陷，實(shí)現(xiàn)了用數(shù)字方式來控制模擬信號(hào)，可以大幅度降低成本和功耗。
2.直流無刷電機(jī)
直流無刷電機(jī)由電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。直流電源通過開關(guān)線路向電動(dòng)機(jī)定子繞組供電，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置由位置傳感器檢測(cè)并提供信號(hào)去觸發(fā)開關(guān)線路中的功率開關(guān)元件使之導(dǎo)通或截止，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。在應(yīng)用實(shí)例中，磁極旋轉(zhuǎn)，電樞靜止，電樞繞組里的電流換向借助于位置傳感器和電子開關(guān)電路來實(shí)現(xiàn)。電機(jī)的電樞繞組作成三相，轉(zhuǎn)子由永磁材料制成，與轉(zhuǎn)子軸相連的位置傳感器采用霍爾傳感器。3600范圍內(nèi)，兩兩相差1200安裝，共安裝三個(gè)。為了提高電機(jī)的特性，電機(jī)采用二相導(dǎo)通星形三相六狀態(tài)的工作方式。開關(guān)電路采用三相橋式接線方式。
調(diào)速以及穩(wěn)速控制
在調(diào) 速 電 路中，主要采用時(shí)基電路LM555和脈寬調(diào)制器SG1525來完成，LM555用于產(chǎn)生一個(gè)占空比一定、且有固定頻率的方波信號(hào)。SG1525為單片脈寬調(diào)制型控制器芯片，具有輸出5.1V 的基準(zhǔn)穩(wěn)壓電源，誤差放大器、振蕩頻率在100^ 400kHz范圍內(nèi)的鋸齒波振蕩器、軟啟動(dòng)電路、關(guān)閉電路、脈寬調(diào)制比較器、RS寄存器以及保護(hù)電路等。它解決了PWM電路的集成化問題，在實(shí)例中用此芯片來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)速。在具體的電路中，首先對(duì)位置傳感器信號(hào)進(jìn)行整形，形成所需要的前后沿很陡，具有一定寬度的波形。經(jīng)微分電路微分，產(chǎn)生的微分脈沖去觸發(fā)時(shí)基電路LM555，形成占空比為2:1的方波，方波頻率約為200Hzo
此方波頻率計(jì)算公式為:f= n * p/ 60式中，Y1為電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速r/min, f為位置傳感器輸出信號(hào)的頻率、P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)。方 波 經(jīng) 濾波器濾波后，形成直流電壓送人脈寬調(diào)制器，與脈寬調(diào)制器的反饋電壓進(jìn)行比較，利用得到的誤差信號(hào)去控制脈寬調(diào)制器輸出的調(diào)制方波脈沖的寬度變化，即PWM輸出脈沖占空比的變化，利用占空比的變化調(diào)整加在電機(jī)電樞繞組上的電壓，改變電壓隨即改變電機(jī)電流，轉(zhuǎn)速依據(jù)電流的大小來改變。
結(jié)束語：在應(yīng)用實(shí)例中，PWM對(duì)調(diào)速系統(tǒng)來說，有如下優(yōu)點(diǎn):系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定精度等指標(biāo)比較好;電樞電流的脈動(dòng)量小，容易連續(xù)，而且可以不必外加濾波電抗也可以平穩(wěn)工作;系統(tǒng)的調(diào)速范圍寬;使用元件少、線路簡(jiǎn)單。
就是調(diào)節(jié)脈寬，來達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的，最終還是控制轉(zhuǎn)速。 |
