直流并联电动机变频调速控制电路

下面介绍的简单的直流分流电机控制器电路使用的是一个可变的。这种设计方便了电机在任何阶段的瞬间停止与一个开关的轻弹，以及扭转电机的方向。它还提供了速度控制电机与高水平的精度。

概述

用于小型串联电机的可控硅和可控硅半波电机控制器非常受欢迎和便宜，它们已经成为便携式动力工具和小型电器的一部分。

话虽如此，1/4和1/3马力的大型直流电机的电子速度控制实际上更加复杂。

此外，这种马力范围内的大型直流并联电机是电机行业的最爱，从loft风扇到钻床都可以运行；尽管基本上所有这些类型的电机都是交流感应电机，只有一个速度，或者可能有两个变速。

虽然1/3马力、1750转/分钟、117伏并联绕线直流电动机可能很贵，但它可能值得一提，而且你可以在剩余的市场上找到一些。

有了适当的速度控制，这些直流电机可以是一件非常棒的事情，操作钻床或车床。

直流并联电动机的工作原理

直流并联电机几乎以恒定速度运行，不考虑负载。这些电机通常用于工业应用，通常在启动情况不太严重的情况下首选。

并励电动机转速可以控制的几个方法:首先,通过将一个与电动机电枢电阻串联,可能因此放缓速度:其次,通过与现场接线电阻串联的变化可能显示速度与负载的变化。在后一种情况下，在给定的设置和控制器负载下，速度将保持稳定。后者被认为是最常用的调速设备，如机床。

分流电机可能是目前工业上应用最广泛的直流电机。分流电机基本由电枢组成，标记为A1和A2，励磁线标记为F1和F2。

并联磁场中的绕组由几圈细线组成，有助于降低并联磁场电流和合理的电枢电流。并联直流电机允许启动转矩随负载规格而变化，可通过精确控制并联磁场电压来抵消启动转矩。

磁场线圈的重要性

在分励电机的磁场线圈被切断的情况下，它可能会有所加快，直到反电动势上升到足以关闭转矩产生电流的水平。简单地说，分流电机永远不会损坏自己，当它失去它的磁场，但扭矩功率需要做的工作将被简单地移除，导致电机失去其主要能力，它已经被设计。

直流并联电机的几个典型应用是机器车间车床和工业生产线，它们需要对电机的速度和扭矩进行关键控制。

主要特征

该电路的主要功能是，您可以切换速度控制的速度旋钮，以及动态制动功能，使您能够几乎立即停止重型电机；无需在电机滑行时等待。

如下图所示，基于变量的直流并联电机速度控制电路在1/3马力的直流电机上运行良好，它控制的电机类型并不重要，只要其额定电压与输入电源匹配，采用并联绕组，并在100%负载下以最大约3安培的电流工作。

使用可变自耦变压器

所示电路包含一个许多工程师可能认为相当粗糙和老式的装置，是的，它是可变自耦变压器。

在许多有用的功能中，变量将为大功率电机提供强大的制动，它可以在不依赖反馈回路的情况下工作：确保最小的不稳定性或与不同形式的电机不兼容或机械负载差异。

工作原理

在图1的基于变量的直流分流速度控制电路中，半波整流器D1为直流电机提供分流磁场。滤波电容器C提供必要的电压量，并消除未滤波磁场电源可能存在的操作中的任何不稳定性。可变自耦变压器T调节电枢电压，从而控制电机转速。

变量的输出提供给标准电桥整流器D2。整流器输出通过接通的117伏交流继电器K的N/O触点提供给电机电枢。

每当电机需要停止时，“运行”开关S2断开，该开关通过其常闭触点改变，并通过电枢连接动态制动电阻器R。

在汽车滑行期间，它的功能就像一台直流发电机。由于是产生的功率是耗散在电阻R，导致电机得到充分的负载，这迫使电机突然停止。

考虑到电机磁场线圈需要通电以执行制动动作，磁场电源包括一个独立的开关S1。

因此，当系统运行时，S1保持打开状态，使指示灯成为警告灯。常规1/3马力并联电机所需的磁场能量仅为35瓦左右，因为磁场电阻通常在400欧姆左右工作。

电机规格

磁场电流可接近350 mA。1/3马力电机的额定满载电流接近3安培直流，或相当于交流感应电机消耗的线路电流的50%左右。

分流直流电机包括100%的功率因数，尤其更有效率。除了制动电阻器r外，每个部件都不发热。如果电机运行的负载具有巨大的飞轮效应，并且在加速时反复停止，电阻器将需要将大量动能转化为热量。对于低惯性负载，如钻床，电阻可能不会面临任何加热问题。

继电器K的触点的额定电流不得小于10安培。制动电流通常过大，尽管出现的时间很短；由于电枢的直流电阻通常仅为1或2欧姆，因此初始浪涌往往很大。毫不奇怪，电机的工作电流受到其产生的反向电动势的限制。

建筑及安全须知

上面演示的直流并联电机控制器电路可以构建在一个6英寸x 6英寸x 6英寸的金属电源箱中。

考虑到整个电路在电源线电压下接地发热，注意绝缘和接地对于基本安全至关重要。电力电缆必须为三线接地型。

绿色接地线必须连接到金属盒上，然后连接到电机框架上。请不要忽视或忽略使用保险丝。

可控硅控制与可变控制

变量自耦变压器或者变量是难以置信的坚韧和持久。这些设备的输出是低阻抗的，因此，电枢电压对负载电流的变化提供了极好的调节。

可控硅开关模式电路具有较小的导通角，自然是一个相当高的阻抗源，因而具有较差的调节特性。

因此，使用SCR的电机控制器，包括反馈回路特别设计到它们中，使点火脉冲的相位主要基于电机的反向电动势以及控制罐的调整。

一个精心设计的全波可控硅控制确实是非常好的，但它实际上是复杂的设计。在1/3马力范围内，可变自耦变压器电路简单、高效，用户易于组装。

在电机上的机械负载减少惯性的情况下，偶尔可以省去“运行”开关S2，并从“备用”开关S1控制。

由于电机磁场绕组内的剩余磁通量，主动制动可能在一定程度上继续起作用。

只要这一点能够实现，它就提供了没有“备用”可靠性的好处;所有的开关都关闭，直到主开关S1拨上。

如果电机需要反向旋转，只需在电枢电源和电枢之间配置一个d.p.d.t.开关，连接十字以进行操作。