《直流电机调速》课件.ppt

*****************课程目标了解直流电机调速学习直流电机调速的基本原理和方法掌握不同调速方法学习电压调整法、电阻调整法、功率放大器调速等常用方法理解调速系统的组成学习调速系统的各个组成部分及其功能应用调速技术学习如何将调速技术应用于实际工程项目中直流电机工作原理电磁感应当电流流经线圈时，线圈周围产生磁场，磁场与转子上的磁极相互作用，产生旋转力矩。磁场方向电磁场的方向根据左手定则确定，决定了转子的旋转方向。转子结构转子由导体绕组和铁芯组成，导体绕组切割磁力线产生感应电流，进而形成旋转力矩。直流电机调速的重要性1提高生产效率通过调节电机转速，可以根据生产需求调整生产速度，提高生产效率。2节约能源根据负载变化，可以调节电机转速，避免电机过载运行，从而节约能源。3提高产品质量精确控制电机转速可以提高产品的加工精度，保证产品的质量。直流电机调速的方法电压调整法通过改变电机电枢电压来控制转速。电阻调整法通过在电枢回路中串联电阻来改变电枢电流，进而改变转速。变极调速通过改变电机磁极数来改变转速，适用于大功率电机。功率放大器调速利用功率放大器来控制电机电枢电压或电流，实现精确调速。电压调整法调速1改变电枢电压通过改变直流电机电枢回路的电压来调节电机转速2调速范围广可实现较大的调速范围，适用于各种场合3调速精度高通过精确控制电压，可获得较高的调速精度电压调整法原理改变直流电动机电枢绕组上的电压，可以改变其电磁转矩和转速。电压升高，转矩和转速也随之增加。电压降低，转矩和转速也会相应降低。电阻调整法调速1降低转速串联电阻降低电压2降低转矩降低电压，电流减小3能量损耗电阻发热，能量损失电阻调整法原理电阻调整法电阻调整法是通过改变电枢回路中的串联电阻大小，来改变电枢电流，从而改变电机的转速。电阻越大，电枢电流越小，电机转速越慢；电阻越小，电枢电流越大，电机转速越快。调速范围电阻调整法的调速范围比较小，而且会造成能量损耗，效率较低。通常只适用于低速和中速的调速，并且负载变化比较小的场合。电压和电阻联合调速1提高效率通过组合电压和电阻调节，可以实现更精确的调速，提高电机效率，减少能量浪费。2扩大调速范围联合调速方法可以实现更宽广的速度控制范围，满足更多应用场景的需求。3改善动态性能通过适当的组合，可以提高电机的加速和减速性能，改善电机动态响应。电压和电阻调速优缺点优点结构简单,成本低廉控制方便,易于实现缺点调速范围有限,效率较低能量损耗大,无法满足高精度要求功率放大器调速原理功率放大器调速采用功率放大器来控制直流电机的转速，通过改变放大器的输出电压来改变电机电压。优点功率放大器调速能够提供较高的精度和稳定性，以及较大的调速范围。应用功率放大器调速广泛应用于工业自动化、机床控制和机器人等领域。功率放大器调速原理1信号放大功率放大器将控制信号放大。2电流控制放大后的信号控制直流电机电流。3速度调节通过调节电流控制电机转速。整流器调速1控制直流电压通过改变整流器的输出电压来控制电机的转速2调节整流角改变整流器导通角度，进而改变输出电压的大小3调速范围广适用于各种负载条件，可实现较宽范围的调速整流器调速原理1整流将交流电源转换为直流电源2控制通过调节直流电压来控制电机转速变极调速改变极数通过改变电机绕组的连接方式来改变电机的极数。改变转速极数改变，电磁转矩也随之改变，从而改变转速。应用场景适用于需要较大的转速范围调节的场合。变极调速原理改变磁极对数通过改变定子绕组的连接方式，改变直流电机的磁极对数，从而改变电机转速。转速与极对数成反比电机转速与磁极对数成反比，磁极对数增加，转速减小，反之则增大。脉宽调制调速1占空比调节通过改变PWM波形的占空比，实现对直流电机电压的控制2电压控制控制直流电机的转速和转矩3快速响应PWM调速具有快速响应、高效率的特点脉宽调制调速原理脉宽调制(PWM)通过改变直流电压的占空比来控制直流电机的转速。占空比指直流电压在一个周期内处于高电平的时间占总周期的比例。调速原理通过改变占空比，从而改变直流电机的平均电压，进而控制其转速。调速系统组成电机直流电机是系统的主要执行机构，负责将电能转换为机械能。控制电路负责接收来自控制器的指令并控制电机的工作状态，包括启动、停止、加速、减速等。反馈电路负责监测电机的运行状态，如转速、电流、温度等，并将信息反馈给控制器。控制器负责接收来自操的指令，