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微型直流電機應(yīng)用在各種電子產(chǎn)品當(dāng)中,它具有啟動方便、調(diào)速控制方便等特點,特別是微型直流電機具有大扭矩的優(yōu)點是交流電機無法代替的。所以微型直流電機代替了大多的交流電機應(yīng)用。
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微型直流電機在轉(zhuǎn)矩一樣的情況下,它的轉(zhuǎn)動慣量會有小慣量、中慣量、大慣量之分,微型直流電機的轉(zhuǎn)動慣量關(guān)系到加減速性能,小慣量系統(tǒng)啟動、加速制動的性能好,反應(yīng)也快。微電機的慣量需要與負(fù)載慣量匹配(負(fù)載慣量最好不大于微電機慣量的5倍),對旋轉(zhuǎn)運動的物體來說,轉(zhuǎn)矩和慣量的關(guān)系正如直線運動物體的受力和質(zhì)量的關(guān)系。
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微型直流電機中,以調(diào)速控制方便為主要優(yōu)點,那么直流電機是如何調(diào)速控制的呢?
微型直流電機的調(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12V30000RPM微電機,接入12V的直流電源,微電機就會快速轉(zhuǎn)動,假如將電壓降至6V,那么微電機的轉(zhuǎn)速就只有15000RPM了,同理將電壓調(diào)成24V那么轉(zhuǎn)速也會增加,具體電壓調(diào)整需要看微電機的參數(shù),如超出額定電壓運轉(zhuǎn),微電機轉(zhuǎn)速雖然會加快,但是,由于電壓過大會導(dǎo)致微電機發(fā)熱或冒煙燒毀。
微型直流電機的轉(zhuǎn)速可以通過公式N=(U-IR)/Kφ來計算
N:轉(zhuǎn)速;
U:電樞電壓;
I:電樞電流;
R:電樞電路電阻;
φ:微電機每極磁通量;
K:微電機結(jié)構(gòu)參數(shù)。
微型直流電機常見調(diào)速方式有降低/提高電壓、通過電樞電路串聯(lián)電阻、減速磁場調(diào)速方法。
1. 微電機電壓調(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)電壓降低時微電機的轉(zhuǎn)速降低,電壓加大時,轉(zhuǎn)速增加,這種方式微電機旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定,不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不均勻的情況;
2. 微電機電樞電路串聯(lián)電阻控制:微電機的串聯(lián)電阻越大其機械特性就越弱,那么微電機的轉(zhuǎn)速也不穩(wěn)定,如低速時,串聯(lián)電阻大,損失能量就越多,功率越低。調(diào)速范圍會受到到負(fù)荷影響;
3. 弱磁調(diào)速:直流電機為防止磁路過飽和用的是弱磁而不用強磁,微電機的電壓保持在額定值,電樞的電路串聯(lián)電阻減小,勵磁電流和磁通量通過增加勵磁電機而減小,就會使微電機的轉(zhuǎn)速增加,機械特性變軟。不過在微電機轉(zhuǎn)速上升時,假如負(fù)載扭矩依舊是額定的話,那么微電機的功率會超過額定功率值,微電機就會過載運行。
所以微電機弱磁速度被調(diào)節(jié)時,微電機的負(fù)載轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小,這是恒功率調(diào)速,為了防止微電機的轉(zhuǎn)子繞組因為離心力過大損壞,所以弱磁調(diào)速微電機的轉(zhuǎn)速不得超過極限。
微型直流電機調(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,不過它的缺點是功率低、機械特性軟,不能獲得寬而平滑的調(diào)速功能。所以在低功率、低調(diào)速范圍的微型電機中應(yīng)用非常廣泛。
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