微型調(diào)速電機(jī)主要有以下幾種調(diào)速控制方式:
一、電壓調(diào)速
原理
電壓調(diào)速是通過改變電機(jī)的輸入電壓來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)電機(jī)的基本原理,電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電壓近似成正比關(guān)系。對于微型直流調(diào)速電機(jī),降低輸入電壓會使電機(jī)的電樞電流減小,電磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小,從而使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降;反之,升高電壓會使轉(zhuǎn)速上升。
例如,一個額定電壓為 12V 的微型直流電機(jī),當(dāng)把電壓降低到 6V 時,其轉(zhuǎn)速會明顯下降。
特點
優(yōu)點是控制簡單,成本較低。通過一個簡單的可變電阻器或者直流電壓調(diào)節(jié)器就可以實現(xiàn)調(diào)速。這種方式在一些對調(diào)速精度要求不高的場合,如小型玩具車、簡易風(fēng)扇等應(yīng)用中比較適用。
缺點是調(diào)速范圍相對較窄,而且在低電壓下,電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會顯著下降,可能導(dǎo)致電機(jī)帶不動負(fù)載的情況。
二、變頻調(diào)速(主要適用于交流微型調(diào)速電機(jī))
原理
交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為(其中是轉(zhuǎn)速,是電源頻率,是電機(jī)極對數(shù))。變頻調(diào)速就是通過改變電源的頻率來改變電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,進(jìn)而調(diào)節(jié)電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速。
例如,對于一臺兩極(p=1)的交流微型電機(jī),當(dāng)電源頻率從 50Hz 降低到 25Hz 時,其同步轉(zhuǎn)速會從 3000r/min 降低到 1500r/min。
特點
優(yōu)點是調(diào)速范圍寬,可以實現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速。能夠在較寬的速度范圍內(nèi)保持較高的效率,并且在低頻運行時,也能提供足夠的轉(zhuǎn)矩。
缺點是設(shè)備復(fù)雜,成本較高。需要專門的變頻器來實現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié),而且變頻器本身會產(chǎn)生一定的電磁干擾。
三、脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)速(主要用于直流微型調(diào)速電機(jī))
原理
PWM 調(diào)速是通過控制功率開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷時間,來改變電機(jī)電樞電壓的平均值,從而實現(xiàn)調(diào)速。在一個固定的周期內(nèi),通過改變高電平(導(dǎo)通時間)所占的比例,即占空比,來調(diào)整電機(jī)的平均電壓。
例如,占空比為 50% 時,電機(jī)得到的平均電壓是電源電壓的一半,轉(zhuǎn)速也會相應(yīng)降低。
特點
優(yōu)點是調(diào)速精度高,效率高,動態(tài)響應(yīng)好??梢詫崿F(xiàn)快速的加速和減速,并且在不同占空比下電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性比較穩(wěn)定。
缺點是控制電路相對復(fù)雜,需要有專門的 PWM 控制器來產(chǎn)生合適的脈沖信號。不過,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,PWM 控制器的成本也在逐漸降低。