直流電機的工作原理是,當載流導體置于磁場中時,它會受到由弗萊明左手定則給出的力(當您保持食指、中指和拇指相互垂直并且食指代表磁場的方向,中指代表流過電樞的電流然后拇指代表電樞線圈上產生的力的方向。)
直流電機易于控制。該項目中將要使用的那個由輸入電壓控制。電壓越高,速度越高。然而,當電機必須處理變化的負載時,情況就變得有點棘手了。需要即時調整電壓以保持所需的速度。因此,需要一個控制器來測量實際速度,將其與所需速度進行比較,并向電機輸入適當的電壓。
為什么要使用直流電機控制器?
對于大多數涉及直流或BLDC(無刷直流)電機的應用,建議使用電機控制器,事實上,如果您使用的是無刷(電換向EC)電機,則必須使用控制器來啟動在正確的時間正確的相位繞組。
1、電機保護:
大多數現代控制器都具有以下保護功能;欠壓、過壓、短路保護、限流保護、熱保護和電壓瞬變。如果沒有這些保護措施,電機就會暴露在可能導致永久性電氣或機械損壞的威脅之下。
2、速度控制:
所有直流電機都會在加載時失去速度,并在卸載時以線性方式增加速度,具體取決于它們的速度/扭矩梯度。對于需要特定速度、未知負載(因此無法計算最終速度)或波動負載(傳送帶、泵、研磨工具、卷軸/轉換器、凸輪)的應用,控制器是必須的。
特別是在凸輪應用中,電機在一半周期內作為電機運行,在另一半周期內作為發(fā)電機運行,因為負載推動電機,因此必須使用四象限驅動器。這提供了動態(tài)制動控制,以確保電機保持受控并保持恒定速度。使用簡單的電源或簡單的單象限控制器不可能實現這一點??刂破鬟€必須應對不斷變化的負載,同時通過在負載變化時改變電機電壓來進行補償,從而使電機保持恒定速度。
在風扇和泵應用中,功率曲線遵循平方定律,即對于速度的增量增加,功率增加是二次方。使用速度控制器來降低電機的速度以滿足系統的需求,而不是在電機全速運行時限制泵或風扇的流量將降低功耗。也就是說,整個控制器都有損耗,通常為1-5%,但與電機或其連接的機械裝置相比,這些損耗是最小的。
3、轉矩控制
直流電機的電流與扭矩傳遞成正比??刂齐姍C的電流將控制其扭矩傳遞。在不控制直流電機扭矩/電流的情況下,允許電機拉動大電流,這通常會導致傳遞的扭矩超過系統的機械可行范圍,從而導致即將發(fā)生的故障(尤其是當齒輪減速比大時)用過的)。故障也可能以電機失速燒毀的形式出現,例如當機械裝置卡住時。在這種情況下,除非電流受到限制,否則電機會拉動失速電流。從圖中可以看出,失速電流遠離電機的工作區(qū)域,通常會在幾秒鐘內導致熱故障。