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微型直流電機(jī)應(yīng)用在各種電子產(chǎn)品當(dāng)中,它具有啟動(dòng)方便、調(diào)速控制方便等特點(diǎn),特別是微型直流電機(jī)具有大扭矩的優(yōu)點(diǎn)是交流電機(jī)無法代替的。所以微型直流電機(jī)代替了大多的交流電機(jī)應(yīng)用。
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微型直流電機(jī)在轉(zhuǎn)矩一樣的情況下,它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)有小慣量、中慣量、大慣量之分,微型直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量關(guān)系到加減速性能,小慣量系統(tǒng)啟動(dòng)、加速制動(dòng)的性能好,反應(yīng)也快。微電機(jī)的慣量需要與負(fù)載慣量匹配(負(fù)載慣量最好不大于微電機(jī)慣量的5倍),對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物體來說,轉(zhuǎn)矩和慣量的關(guān)系正如直線運(yùn)動(dòng)物體的受力和質(zhì)量的關(guān)系。
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微型直流電機(jī)中,以調(diào)速控制方便為主要優(yōu)點(diǎn),那么直流電機(jī)是如何調(diào)速控制的呢?
微型直流電機(jī)的調(diào)速原理是非常簡單的,就是通過改變輸入電壓改變轉(zhuǎn)速,比如用一個(gè)12V30000RPM微電機(jī),接入12V的直流電源,微電機(jī)就會(huì)快速轉(zhuǎn)動(dòng),假如將電壓降至6V,那么微電機(jī)的轉(zhuǎn)速就只有15000RPM了,同理將電壓調(diào)成24V那么轉(zhuǎn)速也會(huì)增加,具體電壓調(diào)整需要看微電機(jī)的參數(shù),如超出額定電壓運(yùn)轉(zhuǎn),微電機(jī)轉(zhuǎn)速雖然會(huì)加快,但是,由于電壓過大會(huì)導(dǎo)致微電機(jī)發(fā)熱或冒煙燒毀。
微型直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過公式N=(U-IR)/Kφ來計(jì)算
N:轉(zhuǎn)速;
U:電樞電壓;
I:電樞電流;
R:電樞電路電阻;
φ:微電機(jī)每極磁通量;
K:微電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
微型直流電機(jī)常見調(diào)速方式有降低/提高電壓、通過電樞電路串聯(lián)電阻、減速磁場(chǎng)調(diào)速方法。
1. 微電機(jī)電壓調(diào)節(jié)控制調(diào)速:電樞電路需要有可調(diào)節(jié)的直流電源,當(dāng)電壓降低時(shí)微電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低,電壓加大時(shí),轉(zhuǎn)速增加,這種方式微電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不均勻的情況;
2. 微電機(jī)電樞電路串聯(lián)電阻控制:微電機(jī)的串聯(lián)電阻越大其機(jī)械特性就越弱,那么微電機(jī)的轉(zhuǎn)速也不穩(wěn)定,如低速時(shí),串聯(lián)電阻大,損失能量就越多,功率越低。調(diào)速范圍會(huì)受到到負(fù)荷影響;
3. 弱磁調(diào)速:直流電機(jī)為防止磁路過飽和用的是弱磁而不用強(qiáng)磁,微電機(jī)的電壓保持在額定值,電樞的電路串聯(lián)電阻減小,勵(lì)磁電流和磁通量通過增加勵(lì)磁電機(jī)而減小,就會(huì)使微電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加,機(jī)械特性變軟。不過在微電機(jī)轉(zhuǎn)速上升時(shí),假如負(fù)載扭矩依舊是額定的話,那么微電機(jī)的功率會(huì)超過額定功率值,微電機(jī)就會(huì)過載運(yùn)行。
所以微電機(jī)弱磁速度被調(diào)節(jié)時(shí),微電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小,這是恒功率調(diào)速,為了防止微電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組因?yàn)殡x心力過大損壞,所以弱磁調(diào)速微電機(jī)的轉(zhuǎn)速不得超過極限。
微型直流電機(jī)調(diào)速首先要考慮的是直流電壓的穩(wěn)定性,選擇穩(wěn)定的直流電壓為微電機(jī)供電,通過改變電樞電路的電阻來調(diào)速是比較簡單、成本低的方法,不過它的缺點(diǎn)是功率低、機(jī)械特性軟,不能獲得寬而平滑的調(diào)速功能。所以在低功率、低調(diào)速范圍的微型電機(jī)中應(yīng)用非常廣泛。
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