直流电机的基础知识_第三部分

直流电机的基础知识/第三部分
--直流调速的主电路形式和整机电路构成

直流电机需要直流电源的供给，这要求一个能将交流电转变为直流电的电源装置。另外，直流电机的起/停、保护、调速等控制电路，也常常与直流电源集成于一体，称为直流调速装置或直流调速器。
　　早期对直流电机的调速控制，用直流发电机作直流电机的直流电源，用接触器配合变阻箱实现直流电机的启/停控制和调速，系统繁杂、造价高。后期由于晶闸管等电力电子器件的成熟应用，出现了静止式直流调速装置，系统配置变得精简，而控制性能大幅度提升。国内外，有一些专业厂家，专门生产了专用于直流电机调速的系列产品，进口产品如英国欧陆传动系统有限公司生产的《590+直流数字式调速器》、ABB（瑞典阿西亚公司和瑞士的布朗勃法瑞公司合并而成）集团公司生产的《DCS400晶闸管变流器直流传动系统》等，国内生产厂家更是林林总总，不下百家。其产品范围囊括了大、中、小功率，他励、自励直流电机的调速控制。
　　1、小功率直流电机调速器的主电路形式：


图1 小功率电机调速器的主电路形式
　　小功率直流电机，串、并励结构都有，上图（a）、（b）为串励直流电机所用的调压电路，电枢和励磁采用同一电源供电。（a）电路，当电源L端为电压极性为正时，形成SCR1→电机绕组回路→D2，回到电源N端；L端为电压极性为负时，形成SCR2→电机绕组回路→D1→电源N端的电流通路。从分析得出，SCR1与D2相串联，故控制SCR1的导通角，即可实现可控整流。这种由二极管和晶闸管构成的整流桥电路，又称半控桥调压电路。假定两只晶闸管处于最大导通角，电路形同一个桥式整流器，输入AC220V，输出整流电压为220V×0.9=198V，故调压范围约为0~198V；（b）电路，两只可控硅位于整流桥的上桥臂，仍呈现SCR1、D2和SCR2、D1的串联整流模式，故控制两只晶闸管的移相角，来实现0~198V的调压，实施对串励直流电机的调速控制。部分电路中还加有续流二极管D3，以使负载（绕组）中的电流连续，运行平稳及保持较高的力矩输出。可控整流电压电压的从0起调，因最小导通角受限，换言之，即最大移相角的受限，是从0V突跳至一定电压值（如20V），故实际可调范围为20~198V，但调至20V后，能"跳"至0V，也能使晶闸管关断。
　　桥式整流电路的4个元件，每只
元件承受最大正向电压为220V×1.41=310V，承受反向电压峰值为220V×1.57=345V，每只元件的流通电流，为整流（负载）电流的0.5倍。晶闸管最大导通角180°。
　　元件选用规则：耐压值选700V以上，电流值为正向电流值×3。